建筑材料基本性质ppt课件

1、School of Architectural and Civil EngineeringAnhui University of Technology土木工程资料土木工程资料土木工程资料的根本性土木工程资料的根本性质质School of Architectural and Civil EngineeringAnhui University of Technology本章教学目的School of Architectural and Civil EngineeringAnhui University of Technology 土木工程的功能 要求的资料性能 接受荷载 长期可靠性 防水、隔热 隔

2、声、防火 采光、绝缘 不污染环境强度、刚度耐久性物理性能平安性土木工程要求资料具备哪些性能土木工程资料如何满足性能要求？School of Architectural and Civil EngineeringAnhui University of Technology本章内容u第一节 资料的根本物理性质u第二节 资料的力学性质u第三节 资料的耐久性u第四节 资料的组成、构造和构造School of Architectural and Civil EngineeringAnhui University of Technology名称名称定义定义表达式表达式单位单位备注备注密密 度度表观密度表观

3、密度堆积密度堆积密度00vmvmvom0一资料的密度、表观密度与堆积密度一、资料与质量有关的根本物理性质资料在绝对密实形状下资料在绝对密实形状下, ,单位体积的质量。单位体积的质量。资料在自然形状下，单资料在自然形状下，单位体积的质量。位体积的质量。资料在堆积形状下，单资料在堆积形状下，单位体积的质量。位体积的质量。g/cm3g/cm3/m3/m3/m3/m3或或g/cm3g/cm3School of Architectural and Civil EngineeringAnhui University of Technology二密实度与孔隙率资料孔隙表示图资料孔隙表示图 000100%)

4、100%VVPV(1-School of Architectural and Civil EngineeringAnhui University of Technology二密实度与孔隙率资料孔隙表示图资料孔隙表示图 00100%100%VDVSchool of Architectural and Civil EngineeringAnhui University of Technology资料空隙率表示图资料空隙率表示图00000100%(1) 100%1VVPDV 三填充率与空隙率School of Architectural and Civil EngineeringAnhui Univ

5、ersity of Technology三填充率与空隙率0000100%100%VDV资料空隙率表示图资料空隙率表示图School of Architectural and Civil EngineeringAnhui University of Technology一资料的亲水性与憎水性二、资料与水有关的性质School of Architectural and Civil EngineeringAnhui University of Technology二吸水性u定义：吸水性是指资料在水中吸收水分的性质，其大小用吸水率表示。 %100 mmmWbmu影响吸水性的要素：u资料的孔隙率；u资料

6、的本身的性质，如亲水性或憎水性；u孔隙构造特征，如孔径大小、开口与否等 。质量吸水率体积吸水率School of Architectural and Civil EngineeringAnhui University of Technology三吸湿性100%m-mmWshu定义：资料在空气中，吸收空气中水分的性质，称为吸湿性。其大小用含水率表示。 u资料的孔隙率；u资料的本身的性质，如亲水性或憎水性；u孔隙构造特征，如孔径大小、开口与否等；u周围空气的温度和湿度 。 影响吸湿性的要素：平衡含水率School of Architectural and Civil EngineeringAnhu

7、i University of Technology四资料的耐水性u定义：资料在长期水作用下，其强度也不显著降低的性质，称为耐水性。其衡量目的为：gbRffK u软化系数越小，阐明资料吸水饱和后的强度降低越多，其耐水性越差。 软化系数对经常处于水中或受潮严重的重要构造物的资料，其KR0.85； 受潮较轻的或次要构造物的资料，其KR0.75； School of Architectural and Civil EngineeringAnhui University of Technology五资料的抗渗性QAdHH六个试件中三个渗水时的水压力，MPa。 AtHQdKs影响资料抗渗性的要素有哪些？

8、School of Architectural and Civil EngineeringAnhui University of Technology六资料的抗冻性u定义：资料在吸水饱和形状下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，强度也不显著降低的性质。u衡量目的：抗冻性目的用抗冻等级Fn表示，表示经过n次冻融循环次数后，质量损失不超越5%，强度损失不超越25%。u冻融破坏的缘由及过程：u孔隙及孔隙水u孔隙水结冰资料开裂饱水程度添加开裂加剧资料冻融破坏School of Architectural and Civil EngineeringAnhui University of Technolog

9、y三、资料的热工性质三、资料的热工性质导热性资料传导热量的才干称为导热性。其大小用热导率，又称导热系数表示。12QdA TTt12(T -T ) AQdt At2t1Q 式中 导热系数W/m.K Q传导的热量J A热传导面积m2 d资料的厚度m t热传导时间s (T2-T1)资料两侧温差K School of Architectural and Civil EngineeringAnhui University of Technologyu 热传导性与导热系数热传导性与导热系数 u 比热容与热容比热容与热容 u 线膨胀系数线膨胀系数u 最高运用温度最高运用温度资料线膨胀系数的丈量线膨胀系数的单

10、位：/C资料的线膨胀系数与组成和构造有关：有机资料金属资料无机非金属资料非晶体资料晶体资料资料导热性的丈量资料的导热性用导热系数或热阻表示导热系数与组成、构造和孔隙率、孔隙特征有关：金属非金属；多孔资料密实资料封锁孔隙开口连通孔隙三、资料的热工性质三、资料的热工性质School of Architectural and Civil EngineeringAnhui University of Technologyu强度与比强度u弹性与塑性u脆性与韧性u硬度与耐磨性工程资料的力学性质Mechanical Properties of Engineering materialsu工程构造设计以接受最

11、大荷载(强度)，而有最小的变形(刚度)u为了工程运用效率最优，应按照资料的强度和刚度，选择资料u资料的力学性质指资料在荷载(外力)作用下的强度与刚度(形变)u荷载、应力、应变School of Architectural and Civil EngineeringAnhui University of Technology1、强度与比强度u强度资料抵抗荷载作用下的变形，坚持原有外形(不发生形变)或抵抗破坏的性能量度u根据荷载种类与作用方向，强度有：u抗压强度u抗拉强度u抗弯强度u抗剪强度u工程设计所涉及的资料强度。u强度等级土木工程资料常根据其极限强度值的大小，人为划分的假设干“强度等级u比强

12、度资料强度与资料的表观密度之比抗压强度测试直接拉伸测试劈裂拉伸测试四点弯曲实验弹性极限强度：资料应力应变曲线上的弹性区最大应力极限强度: 资料应力应变曲线上的最大应力破坏(断裂)强度: 资料破坏(断裂)时的强度0fSchool of Architectural and Civil EngineeringAnhui University of Technology比强度 几种资料的强度比较材材 料料表观密度表观密度(kg/m(kg/m3 3) )强度强度f f (MPa)(MPa)比强度（比强度（f/f/o o）低碳钢低碳钢786078604154150.0530.053松松 木木5005003

13、4.334.30.0590.059混凝土混凝土2400240060600.0250.025资料的比强度衡量资料轻质高强的一个目的，资料的强度与其表观密度之比，即：0f比强度School of Architectural and Civil EngineeringAnhui University of Technology2、弹性与塑性 卸载后资料的变形行为：变形可完全恢复变形不可恢复或部分恢复School of Architectural and Civil EngineeringAnhui University of Technologyu弹性 u当撤去外力或外力恢复到原受力形状，资料可以完

14、全恢复原来变形的性质称为弹性；u具有这种性质的资料称为弹性资料；u根据其应力应变曲线，有:线弹性和非线弹性。u塑性 u当撤去外力或外力恢复到原受力形状，资料仍坚持变形后外形和尺寸、并不发生裂痕的性质称为塑性；u具有这种性质的资料称为塑性资料；u其应力应变曲线是非线性的，且不延续，每一点的应力与应变之比都不一样。2、弹性与塑性 线弹性特征：应力与应变成正比；应力应变曲线是一条直线应力与应变之比(直线斜率)是弹性模量，为常数。E非线性特征：应力应变曲线不是直线而是曲线 应力与应变之比弹性模量不是常数School of Architectural and Civil EngineeringAnhui

15、 University of Technology刚度与弹性模量u刚度: 资料抵抗变形才干的量度u弹性模量：应力与应变之比-曲线上的斜率u刚度用弹性模量来丈量u例如: 对拉伸构件EAPLPPEAE=ddESchool of Architectural and Civil EngineeringAnhui University of Technology3. 脆性和韧性(Brittleness and Ductility)u脆性u资料在外力作用下，不发生明显的变形而忽然破坏的一种性能，称为脆性；u特点：其应力应变曲线下的面积很小。u具有这种性质的资料称为脆性资料u韧性u资料在外力作用下，能吸收大

16、量的能量，并能接受较大的变形而不至于破坏的性能，称为韧性。u特点：其应力应变曲线下的面积较大，这个面积就是其破坏前吸收的总能量。u具有这种性质的资料称为韧性资料u对于脆性资料，极限强度与破坏强度是一致的。u对于韧性资料，极限强度高于破坏断裂强度。School of Architectural and Civil EngineeringAnhui University of Technology2.耐磨性资料外表抵抗磨损的才干。用磨损率表示。12mmNA磨损率m1试件磨损前的质量g；m2试件磨损后的质量g；A试件受磨面积cm2。测定方法：刻划法、回弹法、压入法。 1.硬度指资料外表的巩固程度，是

17、抵抗其他物体刻划、压入其外表的才干。School of Architectural and Civil EngineeringAnhui University of Technology小结u强度资料抵抗外力，不变形或破坏的才干；u比强度资料强度与质量之比；u弹性资料能恢复荷载作用下的变形的性能；u塑性不可恢复荷载作用下的变形的性能；u脆性资料破坏前，不产生明显变形而突发破坏；u韧性资料破坏前，能产生较大变形或吸收较大才干；u硬度资料抵抗刻划、擦伤、磨损的才干；School of Architectural and Civil EngineeringAnhui University of Technology一、概念资料的耐久性是指资料在运用期间，遭到各种内在的或外来要素的影响，能经久不蜕变不破坏，能坚持原有性能不影响运用的