土木工程材料 第2章 材料的基本性質(zhì)

《土木工程材料 第2章 材料的基本性質(zhì)》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、第二章材料的基本性質(zhì)第一節(jié)材料的物理性質(zhì)第二節(jié)材料的力學(xué)性質(zhì)第三節(jié)材料的耐久性第四節(jié)材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造及其與材料性質(zhì)的關(guān)系第一節(jié)材料的物理性質(zhì)一、材料的基本狀態(tài)參數(shù)二、材料與水有關(guān)的性質(zhì)三、材料的熱工性質(zhì)四、材料的聲學(xué)性質(zhì)一、材料的基本狀態(tài)參數(shù)1、材料體積組成示意圖2、材料的密度、表觀密度和堆積密度3、材料的孔隙率與密實(shí)度4、材料的空隙率與填隙率1、材料體積組成示意圖密實(shí)材料體積組成示意圖含孔材料體積組成示意圖V—實(shí)體體積V開—開口孔隙V閉—閉口孔隙V—2、材料的密度、表觀密度和堆積密度密度——材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量稱為密度(g/cm

2、3)表觀密度——材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量稱為表觀密度(g/cm3)m—材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，gmp—材料孔隙部分的質(zhì)量，gV—材料實(shí)體的體積，cm3Vp—材料孔隙的體積，cm32、材料的密度、表觀密度和堆積密度堆積密度——散粒材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量稱為堆積密度(kg/m3)3、材料的孔隙率與密實(shí)度（1）材料的孔隙率孔隙的數(shù)量：以孔隙率表示，它對材料的性質(zhì)有顯著影響?？紫堵剩≒）——材料內(nèi)部孔隙體積（Vp）占材料總體積（Vo）的百分率孔隙的特征按孔隙尺寸大小，可把孔隙分為微孔、細(xì)孔和大孔三種．按孔隙之間是否相互貫通，把孔隙分為孤立孔

3、，或連通孔。按孔隙與外界之間是否連通，把孔隙分為開口孔，或封閉孔.3、材料的孔隙率與密實(shí)度（2）材料的密實(shí)度——材料內(nèi)部固體物質(zhì)的體積（V）總體積（Vo）的百分率稱為密實(shí)度。密實(shí)度以D表示：D+P=1D和P是反映材料內(nèi)部構(gòu)造狀態(tài)和密實(shí)程度的重要參數(shù)。4、材料的空隙率和填充率（1）材料的空隙率空隙數(shù)量以空隙率（P’）表示空隙率——散粒材料顆粒之間空隙體積（Vs）占堆積總體積（V0’）的百分率V0’—堆積體積（顆粒總體積+空隙體積）V0—顆?？傮w積4、材料的空隙率和填充率（2）填充率（D′）——散粒材料的顆粒總體積（Vo）占堆積體積（V0’）的百分率D′

4、+P′=1空隙率和填充率反映堆積狀態(tài)下固體顆粒的充實(shí)程度。二、材料與水有關(guān)的性質(zhì)1、材料的親水性和憎水性2、材料的含水狀態(tài)3、材料的吸濕性和吸水性4、耐水性5、抗?jié)B性6、抗凍性1、材料的親水性與憎水性材料表面能被水潤濕的性質(zhì)稱為親水性，反之為憎水性。潤濕邊角當(dāng)固體材料與水接觸時(shí)，由于水分與材料表面之間的相互作用不同，會產(chǎn)生a和b所示的兩種情況。在材料、水和空氣的三相交叉點(diǎn)沿水滴表面做切線，此切線與材料和水接觸面的夾角θ，稱為潤濕邊角。親水性材料當(dāng)θ≤90時(shí)，材料能被水潤濕而表現(xiàn)出親水性，這種材料稱為親水性材料。憎水性材料當(dāng)θ〉90時(shí)，材料不能被水潤濕

5、而表現(xiàn)出憎水性，這種材料稱為憎水性材料。2、材料的含水狀態(tài)材料的四種含水狀態(tài)(a)干燥狀態(tài)(b)氣干狀態(tài)(c)飽和面干狀態(tài)(d)潤濕狀態(tài)3.材料的吸濕性和吸水性（1）吸濕性——親水性材料在空氣中吸收水份的性質(zhì)稱為吸濕性。用含水率（Wh）表示：式中：Wh——材料含水率（％）；ms——材料吸濕狀態(tài)下的質(zhì)量（g）；mg——材料干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（g）。材料的吸濕作用是可逆的，在潮濕的空氣中可以吸收水分，也可以釋放水分。當(dāng)材料吸收的水分與釋放的水分達(dá)到平衡時(shí)的含水率稱為平衡含水率。平衡含水率的大小隨環(huán)境溫度、濕度的變化而變化。3.材料的吸濕性和吸水性（2）吸水

6、性——在水中吸水的性質(zhì)。表示方法：1）質(zhì)量吸水率（Wm）：式中：mb——材料吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量（g）；mg——材料干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（g）。2）體積吸水率（Wv）：ρw=1g/cm3，水在常溫下的密度。Wv=Wm·ρ0/ρw或Wv=Wm·ρ04、耐水性耐水性——材料長期在水作用下不破壞、強(qiáng)度也不明顯下降的性質(zhì)，以軟化系數(shù)KR表示：fb——吸水達(dá)飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度，MPa；fg——干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度，MPa；材料的KR在0～1之間。工程中將KR＞0.85的材料看作是耐水材料。對長期處于水中或潮濕環(huán)境中的重要結(jié)構(gòu)，所用材料必須保證KR>0.85，用于

7、受潮較輕或次要結(jié)構(gòu)的材料，其值也不宜小于0.75。5、抗?jié)B性抗?jié)B性——材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。表示方法：（a）用滲透系數(shù)K表示式中：K——滲透系數(shù)（cm/h）；Q——透水量（cm3）；d——試件厚度（cm）；A——透水面積（cm2）；t——透水時(shí)間（h）；H——水頭高度（cm）。滲透系數(shù)K的物理意義為：在單位時(shí)間內(nèi)，在單位水頭高度的壓力水作用下，滲透過單位厚度和單位透水面積材料的透水量。K越小，表明材料的抗?jié)B性越好。5、抗?jié)B性（b）用抗?jié)B等級表示（P）——對有些材料（如混凝土）以規(guī)定的試件在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下所能承受的最大水壓力（MPa）來確定。如P4

8、、P6、P8、P10、P12等分別表示材料能承受0.4、0.6、0.8、1.0、1.2MPa的水壓力而不滲水