工程材料的基本性质

工程材料的基本性质物理性质12力学性质耐久性3第一章工程材料的基本性质§1.1材料的物理性质一、与质量和体积有关的性质●（真实）密度：磨成细粉，李氏瓶法●表观密度：体积包括实体及闭口孔隙●毛体积密度：体积包括实体及闭口孔隙和开口孔隙第一章工程材料的基本性质●堆积密度：体积包括实体及闭口孔隙、开口孔隙、颗粒之间的空隙●毛体积密度：体积包括实体及闭口孔隙和开口孔隙第一章工程材料的基本性质●密实度和孔隙率：①密实度：反映了材料内部固体物质填充的程度②孔隙率：孔隙体积占总体积的百分率第一章工程材料的基本性质第一章工程材料的基本性质●填充率和空隙率：①填充率：散粒状材料在堆积体积中，被其颗粒填充的程度②空隙率：颗粒之间的空隙体积占堆积体积的百分率第一章工程材料的基本性质二、与水有关的性质●吸湿性和吸水性：①吸湿性：在潮湿空气中吸收水分的性质②吸水性：在水中吸收水分的性质细小的连通孔隙、内部封闭孔隙、粗大孔隙第一章工程材料的基本性质二、与水有关的性质●耐水性、抗渗性及抗冻性：①耐水性：在长期水饱和状态下不被破坏，强度也不显著降低的性质（软化系数）②抗渗性：在水、油等液体压力作用下抵抗渗透的性质抗渗等级（P6、P8、P10、P12）抗渗性主要与材料孔隙率和孔隙结构特征有关第一章工程材料的基本性质③抗冻性：在水饱和状态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冻融循环试验（一次冻融循环：-15℃冻结→20℃融化）影响因素：内因、外因抗冻等级：D15、D50…第一章工程材料的基本性质三、与温度有关的性质●热容性（热容量）：在温度变化时吸收和放出热量的能力●导热性（导热系数）：热量由高温侧向低温侧传递的能力●热变形性：在温度变化时材料尺寸变化的性质●耐燃性：抵抗火焰和高温的能力第一章工程材料的基本性质第一章砂石材料§1.2材料的力学性质材料在荷载作用下变形及抵抗变形的性质一、强度：材料在荷载（外力）作用下抵抗破坏的能力外力→内力→应力（单位面积上所产生的内力）强度：拉、压、弯、剪、扭不同种类的材料具有不同的抵抗外力的特点，如脆性材料（岩石、混凝土等）具有高的抗压强度，而抗拉及抗弯强度低；木材强度具有方向性；钢材抗拉、抗压强度都高第一章砂石材料材料强度影响因素：内因、外因内因：材料本身的组成、结构、孔隙率大小等外因：试件形状、尺寸、含水状态、环境温度、加载速率等●强度等级：混凝土C30（抗压极限强度）钢筋HRB400（屈服点）●比强度：材料强度与其表观密度之比评价材料是否轻质高强的主要指标第一章砂石材料二、变形性质：●弹性变形外力取消后，变形能够完全恢复●塑性变形外力取消后，仍保持变形后的形状和尺寸，变形不能恢复●热变形性（热胀冷缩）大体积混凝土膨胀开裂与收缩开裂拉应力超过了材料的抗拉极限强度第一章砂石材料●脆性和韧性脆性：材料受力达到一定限度时，发生突然破坏，破坏时无明显塑性变形特点：塑性变形很小，抗压强度远大于抗拉强度，抵抗冲击、振动作用的能力差韧性：在冲击荷载或振动荷载作用下，能吸收较大的能量，产生较大的变形而不破坏特点：塑性变形大，抗拉、抗压强度都较高第一章工程材料的基本性质§1.3材料的耐久性●物理作用：热胀冷缩、干湿交替、冻融循环●化学作用：酸、碱、盐水溶液，有害气体，光、氧