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第2讲材料性质.PPT

第2讲材料性质.PPT

上传者: 风雨_71845 2014-04-27 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《第2讲材料性质ppt》,可适用于工程科技领域,主题内容包含第讲土木工程材料的基本性质第讲土木工程材料的基本性质  主要讲解内容: 1、材料的物理性质、   、材料与水有关的性质和耐久性   、材料的力学性质符等。

第讲土木工程材料的基本性质第讲土木工程材料的基本性质  主要讲解内容: 1、材料的物理性质、   、材料与水有关的性质和耐久性   、材料的力学性质 、材料热学性质的一般概念材料的物理性质几种密度、密度:材料在绝对密实状态下单位体积的干质量。 测定方法:)少数密实材料)多数有孔隙的材料(磨细、干燥用李氏瓶测定其绝对密实体积)(gcm))在李氏瓶中注入与试样不起反应的液体至突颈下部记下刻度将李氏瓶放在盛水的容器中在试验过程中保持水温()恒温min。)用天平称取试样g用小勺和漏斗小心地将试样徐徐送入李氏瓶中要防止在李氏瓶喉部发生堵塞直至液面上升至ml为止再称剩下的试样计算出装入瓶内的试样质量m(单位:g)。)轻轻摇动李氏瓶使液体中的气泡排出记下液面刻度根据前后两次液面读数计算出液面上升的体积即为瓶内试样的绝对体积V(单位:cm)。、表观密度(又称视密度)单位体积(实体闭口孔隙体积)材料的干质量。体积测定方法:)排液置换法(含闭口孔隙))水中称重法(kgm或gcm)体积测试方法:对于规则形状材料的体积可用量具测得对于不规则形状材料的体积可采用封蜡排液法测得、毛体积密度:材料在自然状态下单位体积(实体闭口孔隙开口孔隙)的干质量。(kgm或gcm)反映散粒堆积的紧密(压实)程度及可能的堆放空间。有干堆积密度和湿堆积密度之分。、堆积密度:散粒状材料单位堆积体积(实体开口孔隙闭口孔隙空隙体积)物质颗粒的质量。(Kgm)应用:密度:计算材料的用量、构件自重表观密度:计算材料的配料砼、砂浆配合比的计算。堆积密度:确定材料堆积空间、运输量及确定运输工具。几种密度的比较多选题:下列几种不同的密度定义中质量为干质量的是()A、密度B、表观密度C、体积密度D、毛体积密度E、干堆积密度F、湿堆积密度ABDE、孔隙率与密实度(相对概念)单块材料孔隙率密实度二者的关系:PD=二者从不同的方面反映材料的同一性质即材料的致密程度。思考:孔隙率会影响材料的哪些性能?孔隙率和空隙率孔隙率是指材料中孔隙体积占材料自然状态下总体积的百分率。、空隙率与填充率散粒状材料 空隙率:是指散粒状材料在自然堆积状态下颗粒固体物质间空隙体积占堆积体积的百分率开口孔隙+空隙在计算砼中集料的空隙率时由于砼拌合物中的水泥浆能进入石子或砂子的开口内开口体积也算空隙体积的一部分因此在砼配合比设计时应按石、砂的表观密度计算。填充率:是指散粒状材料在自然堆积状态下其中的颗粒体积占自然堆积状态下的体积的百分率孔隙率与空隙率的区别练习题:一块普通烧结砖其尺寸符合标准尺寸(mmmmmm),烘干恒定质量为克吸水饱和质量为克再将该砖磨细过筛烘干后取克用李氏瓶测得其体积为cm试求该砖的密度、毛体积密度、密实度、质量吸水率。、材料与水有关的性质亲水性与憎水性亲水性材料:润湿角θ水分子间内聚力<材料分子间吸引力憎水性材料:润湿角θ>水分子间内聚力>材料分子间吸引力材料润湿示意图(a)亲水性材料(b)憎水性材料 吸水性 吸水性材料的吸水性:材料在水中吸收水分的能力称为材料的吸水性。吸水性的大小以吸水率来表示。()含水率材料中所含水的质量与干燥状态时材料的质量之比称为材料的含水量。以w表示。材料含水率w的计算公式为:式中:m'材料在吸湿状态下的质量(g或kg)W材料含水率。吸水性的大小以吸水率来表示。()质量吸水率质量吸水率是指材料在吸水饱和时所吸水量占材料在干燥状态下的质量百分数并以wm表示。质量吸水率wm的计算公式为:式中:mb材料吸水饱和状态下的质量(g或kg)mg材料在干燥状态下的质量(g或kg)。吸水饱和状态()体积吸水率体积吸水率是指材料在吸水饱和时所吸水分的体积占干燥材料体积的百分数并以WV表示。体积吸水率WV的计算公式为:式中:mb材料吸水饱和状态下的质量(g或kg)mg材料在干燥状态下的质量(g或kg)。Vg’干燥材料体积(cm或m)ρw水的密度,(gcm或kgm)常温下取ρw=gcm。()影响材料吸水性的因素材料的吸水率的大小主要取决于具有细微而连通且孔隙率大的材料吸水率较大具有粗大孔隙的材料虽然水分容易渗入但水分不易在孔中存留故吸水率不高。材料吸水后的特征:自重增加强度降低保温性能下降抗冻性能变差有时还会发生明显的体积膨胀。孔隙率孔隙特征材料的吸湿性材料的吸湿性是指材料在潮湿空气中吸收水分的性质。用含水率W表示其计算公式为:式中:m材料含水状态下的质量(g或kg)m材料在干燥状态下的质量(g或kg)。材料含水率受环境影响随空气的温度和湿度的变化而变化。当材料的湿度与空气中湿度达到平衡状态时的含水率称为平衡含水率。吸水率与含水率的区别耐水性材料长期在水的作用下既不破坏强度又不显著下降的性质表示指标:软化系数f材料饱水状态抗压强度MPaf材料干燥状态抗压强度MPa注意:随含水量增加减弱其内部结合力导致强度下降。Kp>称为耐水材料受水侵泡或长期处于潮湿环境中的重要建筑物或构筑物选择Kp>的材料。材料的力学性质材料的力学性质材料的强度、材料的强度材料的强度是材料在应力作用下抵抗破坏的能力。根据外力作用方式的不同材料强度有、抗压、抗剪、抗弯(抗折)强度等。抗压抗拉抗剪抗弯抗压强度、抗拉强度、抗剪强度的计算:式中:f材料强度MPaFmax材料破坏时的最大荷载NA试件受力面积mm。抗弯强度的计算:中间作用一集中荷载对矩形截面试件则其抗弯强度用下式计算:式中:fw材料的抗弯强度MPaFmax材料受弯破坏时的最大荷载NA试件受力面积mmL、b、h两支点的间距试件横截面的宽及高mm。材料的强度注意:对于以力学性质为主要性能指标的材料通常按其强度值的大小划分成若干等级或标号。脆性材料(混凝土、水泥等)主要以抗压强度来划分等级或标号塑性材料(钢材等)以抗拉强度来划分。强度值和强度等级或标号不能混淆前者是表示材料力学性质的指标后者是根据强度值划分的级别。比强度指材料强度与其表观密度之比。意义:反映材料轻质高强的指标。值越大材料越轻质高强弹性和塑性弹性外力作用产生变形,外力取消能完全恢复。指标:弹性模量意义:E表示材料抵抗变形的指标E值越大材料越不易变形即抵抗变形的能力越强。塑性外力作用产生变形,外力取消变形不能恢复韧性和脆性脆性无明显塑性变形突然破坏。脆性材料:石、砖、砼、陶瓷、玻璃、铸铁等韧性产生一定变形不破坏,能吸收较大的能量。韧性材料:低碳钢、木材、玻璃钢等。采用冲击试验测定。硬度和耐磨性硬度抵抗外物压入或刻划的能力。通常用刻划法回弹法和压入法测定材料的硬度。刻划法用于天然矿物硬度的划分按滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰石、长石、石英、黄晶、刚玉、金刚石的顺序分为个硬度等级。回弹法用于测定混凝土表面硬度并间接推算混凝土的强度也用于测定陶瓷、砖。砂浆、塑料、橡胶、金属等的表面硬度并间接推算其强度。、耐磨性---是材料表面抵抗磨损的能力。材料的耐磨性用磨耗率表示计算公式如下:式中:G材料的磨耗率(gcm)m材料磨损前的质量(g)m材料磨损后的质量(g)A材料试件的受磨面积(cm)。耐久性与环境协调性耐久性泛指材料在使用条件下受各种内在或外来自然因素及有害介质的作用能长久地保持其使用性能的性质。材料在建筑物之中除要受到各种外力的作用之外还经常要受到环境中许多自然因素的破坏作用。这些破坏作用包括物理、化学、机械及生物的作用。物理作用可有干湿变化、温度变化及冻融变化等。化学作用包括大气、环境水以及使用条件下酸、碱、盐等液体或有害气体对材料的侵蚀作用。机械作用包括使用荷载的持续作用交变荷载引起材料疲劳冲击、磨损、磨耗等。生物作用包括菌类、昆虫等的作用而使材料腐朽、蛀蚀而破坏。环境协调性对资源和能源消耗少,对环境污染小,循环再生利用率高。目前提倡“绿色建材”

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