第1章建材的基本性质3-52011

1、2011.0211.3 1.3 材料的力学性质材料的力学性质 材料的力学性质材料的力学性质, ,是指材料在外力作用下有关是指材料在外力作用下有关变形性质变形性质和和抵抗破坏的能力抵抗破坏的能力。 一一. . 材料的变形性质材料的变形性质 二二. . 材料的强度材料的强度2011.0221.3.1 1.3.1 材料的变形性质材料的变形性质材料的变形性质材料的变形性质, , 是指材料在荷载作用下发生形状及体积是指材料在荷载作用下发生形状及体积变化的有关性质。主要有弹性变形、塑性变形、徐变与应力松变化的有关性质。主要有弹性变形、塑性变形、徐变与应力松弛。弛。 1. 1. 弹性变形与塑性变形弹性变形与

2、塑性变形弹性变形是指在外荷载作用下产生、卸荷后可以弹性变形是指在外荷载作用下产生、卸荷后可以自行消失自行消失的变形。的变形。 塑性变形是指在外力去除后，材料塑性变形是指在外力去除后，材料不能自行恢复不能自行恢复到原来的到原来的形状而保留的变形，也称残余变形。形状而保留的变形，也称残余变形。2011.023塑性材料及塑性材料及脆脆性材料的变形曲线性材料的变形曲线2011.024塑性材料与脆性材料塑性材料与脆性材料塑性材料：破坏前的塑性材料：破坏前的变形变形 明显明显脆性材料：破坏前的脆性材料：破坏前的变形变形 不明显不明显塑性材料的特点：抗压强度塑性材料的特点：抗压强度、 抗拉强度抗拉强度脆性材

3、料的特点：抗压强度脆性材料的特点：抗压强度、 抗拉强度抗拉强度。2011.0252.2.横向变形与体积变形横向变形与体积变形（泊松比（泊松比 ） 3.3.徐变与应力松弛徐变与应力松弛 固体材料在固体材料在恒定恒定外力作用外力作用下，下，变形随时间的延长变形随时间的延长而逐渐增而逐渐增长的现象称为长的现象称为徐变徐变。材料在恒定荷载作用下，若材料在恒定荷载作用下，若所产生的变形因受约束而不能发所产生的变形因受约束而不能发展时，其应力将随时间的延长而展时，其应力将随时间的延长而逐渐减小，这一现象称为逐渐减小，这一现象称为应力松应力松弛弛。2011.0262011.0271.3.2 1.3.2 材料

4、的强度材料的强度 材料的强度是指材料抵抗外力（荷载）作用引起的破坏的材料的强度是指材料抵抗外力（荷载）作用引起的破坏的能力。能力。1.3.2.1 1.3.2.1 材料的静力强度材料的静力强度 在在静荷载静荷载作用下，材料达到破坏前所承受的应力极限值，作用下，材料达到破坏前所承受的应力极限值，称为材料的称为材料的静力强度静力强度（简称材料强度）或极限强度。（简称材料强度）或极限强度。 根据作用荷载的不同，材料强度可分为抗压强度、抗拉强根据作用荷载的不同，材料强度可分为抗压强度、抗拉强度、抗弯强度（或抗折强度）和抗剪强度等。度、抗弯强度（或抗折强度）和抗剪强度等。2011.0281.1. 材料强度

5、试验材料强度试验 材料强度的测定常用破坏性试验方法来进行。即将材料材料强度的测定常用破坏性试验方法来进行。即将材料制成试件，置于试验机上，制成试件，置于试验机上，按规定的速度均匀按规定的速度均匀地加荷，直到地加荷，直到试件破坏，由试件破坏时的荷载值，按相应计算公式，可求试件破坏，由试件破坏时的荷载值，按相应计算公式，可求得材料强度。得材料强度。2011.029抗压、抗拉及抗剪强度的计算抗压、抗拉及抗剪强度的计算式中式中f f 材料强度，材料强度，MPaMPa； F F 破坏时荷载，破坏时荷载，N N； A A 试件受力断面面积，试件受力断面面积，mmmm2 2。 AFf/2011.0210抗弯

6、强度的计算抗弯强度的计算 抗弯强度的计算公式分别为：抗弯强度的计算公式分别为： 集中荷载集中荷载 三分点加荷三分点加荷 式中式中 f fm m抗弯强度，抗弯强度，MPaMPa； F F破坏荷载，破坏荷载，N N； L L梁的跨度，梁的跨度，mmmm； b b、h h梁断面的宽与高，梁断面的宽与高，mmmm。223bhFLfm2bhFLfm2011.02112.2. 影响材料强度测定结果的主要因素影响材料强度测定结果的主要因素（）材料本身的组成、结构和构造（）材料本身的组成、结构和构造不同品种的材料，强度不同。即使同种材料，其内部孔隙不同品种的材料，强度不同。即使同种材料，其内部孔隙率、构造等不

7、同时，强度也不相同。率、构造等不同时，强度也不相同。（）尺寸效应（）尺寸效应 （试件的尺寸）（试件的尺寸）多数情况下，材料的强度随试件尺寸的增加而降低，当尺多数情况下，材料的强度随试件尺寸的增加而降低，当尺寸大到一定程度后，强度不再下降，这一现象称为尺寸效应。寸大到一定程度后，强度不再下降，这一现象称为尺寸效应。2011.0212（3 3）试件的形状）试件的形状 试件的形状也会对材料的强度结果产生影响。试件的形状也会对材料的强度结果产生影响。 以脆性材料的单轴抗压强度为例：以脆性材料的单轴抗压强度为例： 采用棱柱体试件采用棱柱体试件 或圆柱体试件测得的强度要比采用立方体或圆柱体试件测得的强度要

8、比采用立方体试件测得的强度小试件测得的强度小。 试试 件件 测得的强度测得的强度 棱柱体棱柱体 （150150300 mm） F棱棱 0.67 F压压 立方体立方体 （ 150150150 mm） F压压 1 圆柱体圆柱体 （ 150150 mm） F圆圆 1.18 F压压 2011.0213（4 4）试件的表面状态）试件的表面状态 试件的表面状态同样会对强度结果产生影响。试件受压试件的表面状态同样会对强度结果产生影响。试件受压面上有凹凸不平或有掉角等缺损时，将引起应力集中而面上有凹凸不平或有掉角等缺损时，将引起应力集中而降降低低强度测定值。强度测定值。 原因：教材原因：教材 P13 P13

9、第第2 2行行2011.0214试件端部的约束情况试件端部的约束情况 由于试件端部的约束情况不同由于试件端部的约束情况不同, ,影响承压板与试件承压面之影响承压板与试件承压面之间的摩擦力间的摩擦力, ,导致测定的强度也不同。出现正摩擦时导致测定的强度也不同。出现正摩擦时, ,强度偏高强度偏高, ,负摩擦时负摩擦时, ,强度偏低。脆性材料立方体试件在有（正摩擦）无摩强度偏低。脆性材料立方体试件在有（正摩擦）无摩擦时的破坏特征。擦时的破坏特征。2011.0215（）试验加荷速度（）试验加荷速度 试验时，若加荷速度较快，则由应力引起的材料变形的试验时，若加荷速度较快，则由应力引起的材料变形的增长速度

10、落后于应力增长速度，破坏时的强度值偏高增长速度落后于应力增长速度，破坏时的强度值偏高（加荷（加荷速度变形速度）速度变形速度） ；反之，强度试验值偏低。；反之，强度试验值偏低。（）其它因素（）其它因素除了上述因素外，试验时试件的温度、湿度、含水状态除了上述因素外，试验时试件的温度、湿度、含水状态及试验装置等也会对材料强度测定结果产生影响。及试验装置等也会对材料强度测定结果产生影响。2011.02163 3材料的强度等级材料的强度等级 材料的强度等级通常是跟据材料强度值的大小来划分。材料的强度等级通常是跟据材料强度值的大小来划分。2011.02171.3.2.2 1.3.2.2 材料的持久强度及疲

11、劳极限材料的持久强度及疲劳极限 1. 1.持久强度持久强度 是指材料在承受是指材料在承受持久荷载持久荷载下的强度。下的强度。 静力强度是材料在承受静力强度是材料在承受短期荷载短期荷载条件下具有的强度，也称条件下具有的强度，也称暂时强度。暂时强度。 实际结构物中材料承受的荷载通常既有实际结构物中材料承受的荷载通常既有持久荷载持久荷载（自重）（自重）和又有和又有短期荷载短期荷载（活荷载（活荷载）。材料在持久荷载作用下会产生徐。材料在持久荷载作用下会产生徐变，使塑性变形增加，故材料的持久强度一般低于暂时强度。变，使塑性变形增加，故材料的持久强度一般低于暂时强度。 如木材的如木材的持久强度持久强度约为

12、约为暂时强度暂时强度的的 60602011.02182.2.疲劳极限疲劳极限 材料承受的材料承受的荷载随时间而交替变化荷载随时间而交替变化时，其应力也随时间而时，其应力也随时间而交替变化。这种交替变化的应力超过某一极限、且多次反复作交替变化。这种交替变化的应力超过某一极限、且多次反复作用后，即会导致材料破坏，该应力极限值称为用后，即会导致材料破坏，该应力极限值称为疲劳极限疲劳极限。 疲劳极限与静力破坏不同，它常在没有显著变形的情况下疲劳极限与静力破坏不同，它常在没有显著变形的情况下, ,突然断裂。疲劳极限远低于静力强度突然断裂。疲劳极限远低于静力强度, ,甚至低于甚至低于屈服强度屈服强度。 如

13、混凝土的如混凝土的抗压疲劳极限抗压疲劳极限约为抗压强度的约为抗压强度的 50506060 Q235Q235钢的钢的抗拉疲劳极限抗拉疲劳极限约为抗拉强度的约为抗拉强度的28282011.02191.3.2.3 1.3.2.3 材料的理论强度材料的理论强度 固体材料的强度取决于结构中各质点（原子、离子、分子）固体材料的强度取决于结构中各质点（原子、离子、分子）之间的相互作用力。之间的相互作用力。 材料的理论抗拉强度可按下式计算：材料的理论抗拉强度可按下式计算： f fm m材料理论抗拉强度；材料理论抗拉强度； E E材料的弹性模量；材料的弹性模量； 材料的表面能；材料的表面能； d d0 0组成材

14、料质点间的距离。组成材料质点间的距离。0dEfm2011.0220双原子作用模型双原子作用模型0dEfm2011.02211.3.2.3 1.3.2.3 两质点间结合力示意图两质点间结合力示意图2011.0222 材料的实际强度材料的实际强度 在自然界中，各种材料的结构及构造都可能有缺陷，如在自然界中，各种材料的结构及构造都可能有缺陷，如晶格缺陷、孔隙、微裂纹等。由于缺陷的存在，材料的实际晶格缺陷、孔隙、微裂纹等。由于缺陷的存在，材料的实际强度要比理论强度小得多（通常相差强度要比理论强度小得多（通常相差10010010001000倍）。倍）。 举例：教材举例：教材P15P152011.0223

15、1.3.3 1.3.3 材料的冲击韧性材料的冲击韧性 材料抵抗冲击或震动等荷载作用的性能，称为材料抵抗冲击或震动等荷载作用的性能，称为冲击韧性冲击韧性。冲击韧性以试件受冲击时，单位体积或单位面积内所能吸收冲击韧性以试件受冲击时，单位体积或单位面积内所能吸收的冲击功来表示。的冲击功来表示。 脆性材料受冲击后易碎裂；强度低的材料不能承受较大脆性材料受冲击后易碎裂；强度低的材料不能承受较大的冲击荷载。故材料冲击韧性可反映材料既有一定强度，又的冲击荷载。故材料冲击韧性可反映材料既有一定强度，又有良好受力变形的综合性能。有良好受力变形的综合性能。 桥梁、路面、桩及有抗震要求的结构所用的材料需考虑桥梁、路

16、面、桩及有抗震要求的结构所用的材料需考虑冲击韧性。冲击韧性。2011.02241.3.4 1.3.4 材料的硬度、磨损及磨耗材料的硬度、磨损及磨耗 材料抵抗其它较硬物体压入的能力称为材料抵抗其它较硬物体压入的能力称为硬度硬度。 材料受外界物质的摩擦作用而造成质量和体积损失的现材料受外界物质的摩擦作用而造成质量和体积损失的现象称为象称为磨损磨损。材料同时受到摩擦和冲击两种作用而造成的质量和体积材料同时受到摩擦和冲击两种作用而造成的质量和体积损耗现象称为损耗现象称为磨耗磨耗。2011.02251.4 1.4 材料与水有关的性质材料与水有关的性质 P16P16 1.4.1 1.4.1 亲水性与憎水性

17、亲水性与憎水性 1.4.2 1.4.2 吸水性吸水性与吸湿性与吸湿性 1.4.3 1.4.3 耐水性耐水性 1.4.4 1.4.4 抗渗性抗渗性 1.4.5 1.4.5 抗冻性抗冻性 2011.02261.4.1 1.4.1 亲水性与憎水性亲水性与憎水性 固体材料在空气中与水接触时，按其是否易被水湿润分固体材料在空气中与水接触时，按其是否易被水湿润分为为亲水性材料亲水性材料和和憎水性材料憎水性材料两类。两类。 两类材料在与水接触时两类材料在与水接触时, ,界面上有着不同的状态。界面上有着不同的状态。 接触角接触角 : 亲水性材料亲水性材料 的的 接触角接触角 90 憎水性材料憎水性材料 的的

18、接触角接触角 90 2011.0227气固气固、 气液气液及及液固液固分别表示气分别表示气固、气固、气液及液液及液固界固界面间的界面张力，面间的界面张力，为为接触角接触角。当三力达到平衡时具有以下关。当三力达到平衡时具有以下关系：系： 气固气固= 液固液固 +气液气液cos2011.0228s液气固液固气cos1. 1. 当当气固气固液固液固= = 气液气液时，时， coscos=1=1， =0=0, , 液体完全湿润固体；液体完全湿润固体；2. 2. 当当0 0气固气固液固液固 气液气液时，时， 0 0 coscos 1 1， 9090，液体能湿润固体；，液体能湿润固体；3. 3. 当当气固

19、气固液固液固 0 0时，时， 90 90，液体不能湿润固体。，液体不能湿润固体。2011.02291.4.2 1.4.2 吸水性与吸湿性吸水性与吸湿性 材料材料（在水中）（在水中）吸收水分的性质称为吸收水分的性质称为吸水性吸水性; ; 材料材料在空气中在空气中吸收水分的性质称为吸收水分的性质称为吸湿性吸湿性; ; 材料中的含水量与其材料中的含水量与其干燥质量干燥质量的百分比称为的百分比称为含水率含水率; ; 材料中的水分与周围空气的湿度达到平衡时（材料处于气材料中的水分与周围空气的湿度达到平衡时（材料处于气干状态）的含水率称为干状态）的含水率称为平衡含水率平衡含水率。材料在材料在饱和面干饱和面

20、干状态时的含水率称为状态时的含水率称为吸水率吸水率 。 吸水率可用质量或体积吸水率两种方式表达。吸水率可用质量或体积吸水率两种方式表达。2011.0230 质量吸水率的计算式为质量吸水率的计算式为： Wm =（G 1 - G）/G 100体积吸水率的计算式为：体积吸水率的计算式为：2011.0231Wv与与Wm的关系为：的关系为： 式中式中 G G1 1材料吸水饱和状态下的质量；材料吸水饱和状态下的质量； GG材料干燥状态下的质量；材料干燥状态下的质量； 水水水的密度；水的密度； V V 0 0材料在自然状态下的体积；材料在自然状态下的体积； 材料的干表观密度材料的干表观密度。2011.023

21、21.4.3 1.4.3 耐水性耐水性 材料受水的作用材料受水的作用 不会损坏，其强度也不显著降低的性质称不会损坏，其强度也不显著降低的性质称为为耐水性耐水性。材料的耐水性以软化系数。材料的耐水性以软化系数K K软软表示。软化系数表示的表示。软化系数表示的是材料浸水后强度降低的程度。是材料浸水后强度降低的程度。 K K软软 F F饱饱 / F/ F干干 材料的耐水性有时是选择材料的重要依据。材料的耐水性有时是选择材料的重要依据。 经常位于水中或受潮严重的重要结构，其经常位于水中或受潮严重的重要结构，其K K软软不宜小不宜小于于.85.850.900.90； 受潮较轻或次要结构，其受潮较轻或次要

22、结构，其K K软软也不宜小于也不宜小于0.70.70.850.85。2011.02331.4.4 1.4.4 抗渗性抗渗性材料抵抗压力水渗透的性能称为材料抵抗压力水渗透的性能称为抗渗性抗渗性。材料的抗渗性与。材料的抗渗性与材料的材料的孔隙率及孔隙特征孔隙率及孔隙特征有关。有关。材料的抗渗性可用材料的抗渗性可用渗透系数或抗渗等级渗透系数或抗渗等级来表示来表示。 式中式中 KK渗透系数，渗透系数，ml/ml/（cmcm2 2ss）或）或/s/s； QQ透水量，透水量， mlml； AA透水面积，透水面积， cmcm2 2 ； HH水头差，；水头差，； tt透水时间，透水时间，s s。2011.02

23、34 1.4.5 1.4.5 材料的抗冻性材料的抗冻性 1.1.材料的抗冻性，是指材料在水饱和状态下，能经受多次冻材料的抗冻性，是指材料在水饱和状态下，能经受多次冻融而不产生宏观破坏，同时微观结构不明显劣化、强度也不严融而不产生宏观破坏，同时微观结构不明显劣化、强度也不严重降低的性能重降低的性能 。 2.2.材料的抗冻性用材料的抗冻性用抗冻等级抗冻等级来表示；来表示； 3.3. 抗冻等级抗冻等级，是指，是指材料的标准试件，材料的标准试件，在水饱和状态下，经在水饱和状态下，经受受冻融循环冻融循环作用后，其强度不严重降低、质量不显著损失、性作用后，其强度不严重降低、质量不显著损失、性能不明显下降时

24、，所经受的能不明显下降时，所经受的冻融循环的冻融循环的次数次数。2011.02351.5 1.5 材料的耐久性材料的耐久性 P18P18 1. 1.材料在使用过程中所受到的破坏作用材料在使用过程中所受到的破坏作用 物理作用：干湿、温度变化及冻融作用等。物理作用：干湿、温度变化及冻融作用等。 化学作用：酸、碱、盐等物质的水溶液或对材料的侵化学作用：酸、碱、盐等物质的水溶液或对材料的侵蚀破坏。蚀破坏。 生化作用：昆虫、菌类等蛀蚀及腐朽。生化作用：昆虫、菌类等蛀蚀及腐朽。2011.02362. 2. 常见材料的主要破坏原因常见材料的主要破坏原因 一般矿物质材料（如石料、砖及混凝土等）：当暴露于大一般

25、矿物质材料（如石料、砖及混凝土等）：当暴露于大气中或处于水位变化区时，主要发生气中或处于水位变化区时，主要发生物理破坏物理破坏作用；当处于水作用；当处于水中时，除物理作用还发生中时，除物理作用还发生化学侵蚀化学侵蚀作用。作用。 (2) (2) 金属材料：主要是金属材料：主要是化学腐蚀及电化学腐蚀化学腐蚀及电化学腐蚀作用；作用； (3) (3) 沥青质及合成高分子材料：主要是阳光、空气及热的作用。沥青质及合成高分子材料：主要是阳光、空气及热的作用。2011.0237工程中所讲的耐久性，是指材料工程中所讲的耐久性，是指材料在所处环境条件下在所处环境条件下，保持，保持其原有性能，抵抗所受破坏作用的能

26、力。其原有性能，抵抗所受破坏作用的能力。 材料的耐久性包含抗渗、抗冻等许多方面。材料的耐久性包含抗渗、抗冻等许多方面。3. 3. 材料耐久性的定义材料耐久性的定义 P19 P19 第第3 3行行2011.02384. 4. 材料抗冻性的定义材料抗冻性的定义 材料的抗冻性，是指材料材料的抗冻性，是指材料在水饱和状态在水饱和状态下，能经受下，能经受多次多次冻融冻融而不产生宏观破坏，同时微观结构不明显劣化、强度也而不产生宏观破坏，同时微观结构不明显劣化、强度也不严重降低的性能不严重降低的性能 。2011.02391.5.1 1.5.1 冰冻对材料破坏作用冰冻对材料破坏作用 冰冻对材料的破坏作用与材料

27、组织结构及其含水状冰冻对材料的破坏作用与材料组织结构及其含水状况有关。况有关。 通常其破坏作用可概括为三个方面：通常其破坏作用可概括为三个方面： 1. 1. 冰胀压力作用冰胀压力作用 水结冰时体积增大水结冰时体积增大 9%9% 2. 2. 水压力作用水压力作用 3.3. 显微析冰作用显微析冰作用 2011.0240. .冰胀压力作用冰胀压力作用 当材料孔隙中充满水并快速冰结时，在孔隙内将产生很大当材料孔隙中充满水并快速冰结时，在孔隙内将产生很大的冰胀压力，使毛细管壁受到拉应力，导致材料破坏。冰胀压的冰胀压力，使毛细管壁受到拉应力，导致材料破坏。冰胀压力的大小及破坏作用程度，取决于材料孔隙的水饱

28、和程度及材力的大小及破坏作用程度，取决于材料孔隙的水饱和程度及材料的变形能力。料的变形能力。 水结冰时的破坏作用，主要发生在充满了水的较粗孔隙内水结冰时的破坏作用，主要发生在充满了水的较粗孔隙内和毛细孔隙内。孔隙中水的冰点随孔径减小而降低，故极细孔和毛细孔隙内。孔隙中水的冰点随孔径减小而降低，故极细孔隙中的水，在一般情况下不会结冰。粗大气孔，水易进易出，隙中的水，在一般情况下不会结冰。粗大气孔，水易进易出，不易充满其中。不易充满其中。2011.0241 当其受冻降温时，不同直径的孔隙内的水逐渐结冰，并当其受冻降温时，不同直径的孔隙内的水逐渐结冰，并伴随着体积增加，在某些孔隙内已结冰的水的体积膨

29、胀，迫伴随着体积增加，在某些孔隙内已结冰的水的体积膨胀，迫使尚未结冰的多余水移向附近气泡或试件边缘。在这一过程使尚未结冰的多余水移向附近气泡或试件边缘。在这一过程中产生水压力，使孔壁受到拉应力，造成材料体积膨胀。当中产生水压力，使孔壁受到拉应力，造成材料体积膨胀。当冰融化时，材料体积收缩，但会留下部分残余变形。经多次冰融化时，材料体积收缩，但会留下部分残余变形。经多次冻融后，材料将会遭到破坏。冻融后，材料将会遭到破坏。 . .水压力作用水压力作用2011.0242 材料孔隙中的水，一般为盐类的稀溶液，一旦结冰，则析材料孔隙中的水，一般为盐类的稀溶液，一旦结冰，则析出纯冰并使溶液浓度提高。此时，

30、若相邻较细孔中尚未结冰并出纯冰并使溶液浓度提高。此时，若相邻较细孔中尚未结冰并仍存在着原浓度的溶液，即产生了浓度差，水则向已结冰区域仍存在着原浓度的溶液，即产生了浓度差，水则向已结冰区域迁移并迅速结冰。同时，对纯水而言，当温度下降时其表面张迁移并迅速结冰。同时，对纯水而言，当温度下降时其表面张力增大，也会向孔径较大的孔隙转移，并使已结的冰晶增大，力增大，也会向孔径较大的孔隙转移，并使已结的冰晶增大，称为析冰现象。称为析冰现象。 当材料中所含孔隙较少并已充满水时，析冰作用使水向较当材料中所含孔隙较少并已充满水时，析冰作用使水向较粗一级的孔隙内迁移，使较粗毛细孔隙内水分增多、冰晶增大，粗一级的孔隙

31、内迁移，使较粗毛细孔隙内水分增多、冰晶增大，致使冻胀压力和水压力作用更为致使冻胀压力和水压力作用更为严重，此时析冰现象使冻融破严重，此时析冰现象使冻融破坏作用加剧。坏作用加剧。. .显微析冰作用显微析冰作用2011.02434. 4. 影响冰冻破坏的外因影响冰冻破坏的外因 材料是否容易被冰冻破坏材料是否容易被冰冻破坏, ,还与还与 冻结温度、冻结速度及冻融冻结温度、冻结速度及冻融频繁程度频繁程度等因素有关。等因素有关。 温度越低、降温越快、冻融时间间隔越短温度越低、降温越快、冻融时间间隔越短, ,材料越易破坏材料越易破坏. . 处于建筑物水位变化区的材料处于建筑物水位变化区的材料, ,在寒冷季

32、节交替地受到水饱在寒冷季节交替地受到水饱和和冻融作用和和冻融作用, ,其破坏最为严重其破坏最为严重. .此时建筑物的耐久性主要取决此时建筑物的耐久性主要取决于材料的抗冻性。于材料的抗冻性。2011.02441.5.2 1.5.2 材料的抗冻性材料的抗冻性 1.1.材料的抗冻性用材料的抗冻性用抗冻等级抗冻等级表示。表示。 2.2.抗冻等级是指抗冻等级是指标准尺寸标准尺寸的材料试件，在的材料试件，在水饱和水饱和状态下，经状态下，经受受标准标准的冻融作用后，其强度不严重降低、质量不显著损失、的冻融作用后，其强度不严重降低、质量不显著损失、性能不明显下降时，所经受的性能不明显下降时，所经受的冻融循环次

33、数冻融循环次数。 3.3.影响材料抵抗冻融破坏作用能力的内因影响材料抵抗冻融破坏作用能力的内因：与其与其孔隙率及孔孔隙率及孔隙特征和孔隙内的充水状况隙特征和孔隙内的充水状况有关，并受到材料变形能力、抗拉有关，并受到材料变形能力、抗拉强度及耐水性的影响。强度及耐水性的影响。2011.02451.6 1.6 材料与热有关的性质材料与热有关的性质1.6.1 1.6.1 导热性导热性 1.1.定义定义 材料传导热量的性质称为材料传导热量的性质称为导热性导热性。材料导热性的大。材料导热性的大小用导热系数表示：小用导热系数表示： 式中式中 导热系数，导热系数，W W(mK)(mK)； QQ通过材料的热量，

34、通过材料的热量，J J； dd材料厚度或传导的距离，材料厚度或传导的距离，m m； AA材料传热面积，材料传热面积，m m2 2； ZZ导热时间，导热时间，s s； tt材料两侧的温度差，材料两侧的温度差，K K。2011.0246 孔隙率孔隙率 材料的孔隙中含有空气材料的孔隙中含有空气, ,而空气的导热性很小而空气的导热性很小, ,所所以材料的孔隙率愈大以材料的孔隙率愈大, ,导热性愈低。导热性愈低。 孔隙特征孔隙特征 空气在粗大和连通的孔隙中较易对流空气在粗大和连通的孔隙中较易对流, ,使导热性使导热性增大增大, ,故具有细微或封闭孔隙的材料故具有细微或封闭孔隙的材料, ,比具有粗大或连通

35、孔隙的材比具有粗大或连通孔隙的材料导热性低。料导热性低。 含水率含水率 水的导热性大大超过空气，所以当材料的含水率水的导热性大大超过空气，所以当材料的含水率增大时其导热性也相应提高。若水结冰增大时其导热性也相应提高。若水结冰, ,其导热性进一步其导热性进一步 增大。增大。 对于纤维结构的材料，顺纤维方向的导热性比横纤维方向对于纤维结构的材料，顺纤维方向的导热性比横纤维方向的大。的大。2.2.影响材料导热性的因素影响材料导热性的因素2011.0247 当材料温度升高当材料温度升高( (或降低或降低)1K)1K时所吸收时所吸收( (或放出或放出) )的热量，的热量，称为该材料的称为该材料的热容量热容量(J(JK)K)。l kgl kg材料的热容量，称为该材料材料的热容量，称为该材料的的比热比热JJ( (K)K)。表示方法：。表示方法：式中式中 QQ材料吸收或放出的热量，材料吸收或放出的热量，J J C C材料的比热，材料的比热，J J(kgK)(kgK)； GG材料的质量，材料的质量，kgkg； t t2 2- t- t1 1 材料受热（或冷却）前后的温度差，材料受热（或冷却）前后的温度差，K K1.6.2 1.6.2 比热及热容量比热及热容量2011.0248材料材料导热系数导热系数w/