《土木工程材料》課件 01建筑材料的基本性質(zhì)

第1章材料的基本性質(zhì)綱要1.1材料的物理性質(zhì)1.2材料的力學(xué)性質(zhì)1.3材料的耐久性1.4材料的裝飾性1.5材料的組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對材料性質(zhì)的影響第1章材料的基本性質(zhì)綱要1.1物理性質(zhì)1.1.1與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)1.1.2與水有關(guān)的性質(zhì)1.1.3與熱有關(guān)的性質(zhì)1.2力學(xué)性質(zhì)1.2.1強(qiáng)度與比強(qiáng)度1.2.2彈性與塑性1.2.3脆性和韌性1.2.4硬度和耐磨性物理性質(zhì)和力學(xué)性能的區(qū)別材料的物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)有何區(qū)別？第1章材料的基本性質(zhì)

材料的自身特性物理性質(zhì)材料在承受各種外加載荷時(shí)所表現(xiàn)出的特征力學(xué)性質(zhì)與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)材料的密度、表觀密度、體積密度和堆積密度有何區(qū)別？材料的體積構(gòu)成第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)封閉孔隙（體積為Vb）開口孔隙（體積為Vk）固體物質(zhì)（體積為V）絕對密實(shí)體積V （密度）表觀體積V’=V+Vb

（表觀密度）自然體積V0=V’+Vk （體積密度）與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)材料的密度、表觀密度、體積密度和堆積密度有何區(qū)別？材料的體積構(gòu)成第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)材料顆粒（體積為V0）顆粒間空隙（體積為Vp’）絕對密實(shí)體積V （密度）表觀體積V’=V+Vb

（表觀密度）自然體積V0=V’+Vk （體積密度）堆積體積V’0=V0+Vp’

（堆積密度）與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)材料的密度、表觀密度、體積密度和堆積密度有何區(qū)別？第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)工程中砂石材料，通常用排水法測定其表觀體積什么引起了材料性質(zhì)的千變?nèi)f化？

你能舉出身邊的例子進(jìn)行說明嗎？

第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)紅木和速生桉都是木材，為什么紅木這么重？木材與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)材料的密度、表觀密度、體積密度和堆積密度有何區(qū)別？第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)絕對密實(shí)體積V 密度：

孔隙率：表觀體積V’=V+Vb

表觀密度：

密實(shí)度：自然體積V0=V’+Vk

體積密度：

空隙率：堆積體積V’0=V0+Vp’

堆積密度：

填充率：與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)課堂計(jì)算：一塊規(guī)則的4.0cm×2.0cm×2.0cm的材料，稱得其質(zhì)量為34.4g，在水中浸泡足夠長時(shí)間，用布擦干后測其質(zhì)量為35.5g，將其烘干，磨細(xì)放入李氏瓶，測得其體積為13.2cm3。求：該材料的密度、表觀密度、體積密度和孔隙率。絕對密實(shí)體積V=13.2cm3

密度：

自然體積V0=4×2×2=16.0cm3

體積密度：

表觀體積V’=V0-Vk=16.0-(35.5-34.4)=14.9

cm3

表觀密度：孔隙率：

與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)親水性憎水性與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)全干狀態(tài)材料含水率等于或幾乎為零時(shí)可稱為全干狀態(tài)材料的含水狀態(tài)與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)全干狀態(tài)含水率與大氣濕度平衡時(shí)稱氣干狀態(tài)材料的含水狀態(tài)氣干狀態(tài)與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)全干狀態(tài)材料表面干燥而內(nèi)部孔隙含水達(dá)飽和時(shí)稱飽和面干狀態(tài)材料的含水狀態(tài)氣干狀態(tài)飽和面干狀態(tài)與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)全干狀態(tài)材料內(nèi)部孔隙水飽和且表面還附有一層水時(shí)稱濕潤狀態(tài)材料的含水狀態(tài)氣干狀態(tài)飽和面干狀態(tài)濕潤狀態(tài)與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)

材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)稱為吸濕性。吸濕性的大小用含水率表示。

材料能吸收水分的能力，稱為材料的吸水性。吸水的大小以吸水率來表示。吸濕性吸水性含水率含水狀態(tài)質(zhì)量–干燥狀態(tài)質(zhì)量干燥狀態(tài)質(zhì)量吸水率吸水飽和狀態(tài)質(zhì)量–干燥狀態(tài)質(zhì)量干燥狀態(tài)質(zhì)量與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)劣質(zhì)木地板木地板吸水膨脹導(dǎo)致翹曲較高的吸水率和吸水膨脹率與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)

材料的耐水性是指材料長期在水作用下不被破壞、強(qiáng)度也不明顯下降的性質(zhì)，耐水性用軟化系數(shù)表示。

通常認(rèn)為軟化系數(shù)大于0.85的材料可作為耐水材料耐水性軟化系數(shù)吸水飽和狀態(tài)下的材料抗壓強(qiáng)度

干燥狀態(tài)下的材料抗壓強(qiáng)度與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)衛(wèi)生間頂部水池底部大壩底部天花板與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)衛(wèi)生間頂部水池底部大壩底部天花板：液體壓力與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)衛(wèi)生間頂部水池底部大壩底部天花板與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)

材料的抗?jié)B性是指材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)，材料的抗?jié)B性好壞可用滲透系數(shù)和抗?jié)B等級表示。滲透系數(shù)抗?jié)B等級抗?jié)B性與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)滲透系數(shù)抗?jié)B等級

材料的抗?jié)B性是指材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)，材料的抗?jié)B性好壞可用滲透系數(shù)和抗?jié)B等級表示?？?jié)B性與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)滲透系數(shù)抗?jié)B等級

材料的抗?jié)B性是指材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)，材料的抗?jié)B性好壞可用滲透系數(shù)和抗?jié)B等級表示。抗?jié)B性

滲透系數(shù)反映了單位時(shí)間內(nèi),在單位水頭作用下,通過單位面積和厚度的滲透水量。WtdhA與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)抗?jié)B等級以符號“P”和材料可承受的水壓力值來表示，如P4、P6、P8和P10表示該試件抵抗靜水壓力的能力為0.4MPa、

0.6MPa、0.8MPa和1.0MPa。滲透系數(shù)抗?jié)B等級

材料的抗?jié)B性是指材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)，材料的抗?jié)B性好壞可用滲透系數(shù)和抗?jié)B等級表示?？?jié)B性與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)滲透系數(shù)抗?jié)B等級

材料的抗?jié)B性是指材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)，材料的抗?jié)B性好壞可用滲透系數(shù)和抗?jié)B等級表示。抗?jié)B性材料的抗?jié)B性越好越小越高與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)：凍融循環(huán)與水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)

材料的抗凍性是指材料在吸水飽和狀態(tài)下能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞的性質(zhì)。材料的抗凍性用抗凍等級表示。抗凍等級

材料的抗凍等級是材料試塊在吸水飽和狀態(tài)下，經(jīng)受反復(fù)凍融循環(huán)，以抗壓強(qiáng)度下降不超過25%，且質(zhì)量損失不超過5%時(shí)所能承受的最大凍融循環(huán)次數(shù)確定?？箖鲂耘c水有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)

材料的抗凍性是指材料在吸水飽和狀態(tài)下能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞的性質(zhì)。材料的抗凍性用抗凍等級表示?？箖龅燃壙箖鲂圆牧系目箖鲂栽胶迷礁吲c熱有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)導(dǎo)熱性是材料傳導(dǎo)熱量的能力。導(dǎo)熱性的大小以導(dǎo)熱系數(shù)表示，導(dǎo)熱系數(shù)的含義是當(dāng)材料兩側(cè)的溫差為1K時(shí)，在單位時(shí)間（1h）內(nèi)，通過單位面積(1㎡),并透過單位厚度(1m)的材料所傳導(dǎo)的熱量。材料的導(dǎo)熱系數(shù)越小，其絕熱性越好。導(dǎo)熱性與熱有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)

熱容量是材料受熱時(shí)吸收熱量或冷卻時(shí)放出熱量的能力。熱容量的大小用比熱容表示。

材料的比熱容是指1g材料溫度升高1K所吸收的熱量或溫度降低1K放出的熱量。熱容量與熱有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)與熱有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)課堂討論：雙層玻璃具有較好的保溫性能是利用材料的什么熱性質(zhì)？與熱有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)

材料的熱變形性是指材料在溫度變化時(shí)的尺寸變化（熱脹冷縮）。材料的熱變形性常用線膨脹系數(shù)表示。

材料的線膨脹系數(shù)是指材料溫度升高1K時(shí)其線變形量與原尺寸的變化比例。熱變形性耐燃性與熱有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)

耐燃性是材料對火焰和高溫的抵抗能力，是影響建筑物防火、建筑結(jié)構(gòu)耐火等級的一項(xiàng)因素。材料可分為： 非燃燒材料：不起火，不碳化，不微燃 難燃材料：難起火，難碳化，難微燃 可燃材料：火源移走還會(huì)繼續(xù)燃燒

易燃材料：立即起火并蔓延與熱有關(guān)的性質(zhì)第1章材料的基本性質(zhì)–1.1物理性質(zhì)2010年11月15日14時(shí)，上海靜安區(qū)膠州路一棟高層公寓起火，大火導(dǎo)致58人遇難。事故現(xiàn)場違規(guī)使用大量尼龍網(wǎng)、聚氨酯泡沫等易燃材料是導(dǎo)致大火迅速蔓延的主要原因之一強(qiáng)度與比強(qiáng)度第1章材料的基本性質(zhì)–1.2力學(xué)性質(zhì)

材料的強(qiáng)度是指材料在外力作用下抵抗破壞的能力。根據(jù)外力作用方式的不同，材料強(qiáng)度有抗壓、抗拉、抗剪、抗彎強(qiáng)度等。強(qiáng)度抗壓抗拉抗剪抗彎強(qiáng)度與比強(qiáng)度第1章材料的基本性質(zhì)–1.2力學(xué)性質(zhì)

材料的強(qiáng)度是指材料在外力作用下抵抗破壞的能力。根據(jù)外力作用方式的不同，材料強(qiáng)度有抗壓、抗拉、抗剪、抗彎強(qiáng)度等。強(qiáng)度

材料的比強(qiáng)度是指材料的強(qiáng)度與其表觀密度之比。它是評價(jià)材料是否輕質(zhì)高強(qiáng)的指標(biāo)。材料比強(qiáng)度越大，越輕質(zhì)高強(qiáng)。比強(qiáng)度比強(qiáng)度強(qiáng)度與比強(qiáng)度第1章材料的基本性質(zhì)–1.2力學(xué)性質(zhì)

材料的比強(qiáng)度是指材料的強(qiáng)度與其表觀密度之比。它是評價(jià)材料是否輕質(zhì)高強(qiáng)的指標(biāo)。材料比強(qiáng)度越大，越輕質(zhì)高強(qiáng)。常用材料的比強(qiáng)度：低碳鋼 0.045普通混凝土 0.017松木（順紋抗拉） 0.2粘土磚 0.006玻璃鋼 0.225彈性與塑性第1章材料的基本性質(zhì)–1.2力學(xué)性質(zhì)

材料的彈性是指材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，能夠完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)。這種完全恢復(fù)的變形稱為彈性變形。彈性

材料的塑性是指材料在外力作用下產(chǎn)生變形，如果外力取消后，有部分變形不能夠恢復(fù)的性質(zhì)。這種不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形。塑性脆性與韌性第1章材料的基本性質(zhì)–1.2力學(xué)性質(zhì)

材料受力達(dá)到一定程度時(shí)，突然發(fā)生破壞，并無明顯的變形，材料的這種性質(zhì)稱為脆性。

材料在荷載作用下，能夠吸收較大的能量，同時(shí)產(chǎn)生較大的變形而不破壞的性質(zhì)稱為韌性。脆性韌性脆性與韌性第1章材料的基本性質(zhì)–1.2力學(xué)性質(zhì)