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1、本章教学目标 本章内容v第一节 材料的基本物理性质v第二节 材料的力学性质v第三节 材料的耐久性第一节第一节 材料的基本物理性质材料的基本物理性质名称名称定义定义表达式表达式单位单位备注备注密度密度表观密度表观密度堆积密度堆积密度00vmvmvom0（一）材料的密度、表观密度与堆积密度一、材料与质量有关的基本物理性质材料在绝对密实状态下材料在绝对密实状态下, ,单位体积的质量。单位体积的质量。材料在自然状态下，单材料在自然状态下，单位体积的质量。位体积的质量。材料在堆积状态下，单材料在堆积状态下，单位体积的质量。位体积的质量。g/cmg/cm3 3/m/m3 3/m/m3 3或或g/cmg/c
2、m3 3请看密度试验动画请看密度试验动画请看堆积密度试验动画请看堆积密度试验动画（二）密实度与孔隙率图图1-1 1-1 材料孔隙率示意材料孔隙率示意图图 00100%100%VDV（二）密实度与孔隙率图图1-1 1-1 材料孔隙率示意材料孔隙率示意图图 000100%) 100%VVPV(1-（三）填充率与空隙率 图图1-2 1-2 材料空隙率示意图材料空隙率示意图0000100%100%VDV 图图1-2 1-2 材料空隙率示意图材料空隙率示意图00000100%(1) 100%1VVPDV （三）填充率与空隙率（一）材料的亲水性与憎水性 二、材料与水有关的性质请看亲水性与憎水性动画演示请看
3、亲水性与憎水性动画演示（二）吸水性v定义：吸水性是指材料在水中吸收水分的性质，其大小用吸水率表示。 %100 干干吸质mmmW影响吸水性的因素影响吸水性的因素：v材料的孔隙率；v材料的本身的性质，如亲水性或憎水性；v孔隙构造特征，如孔径大小、开口与否等 。（三）吸湿性100%m-干干含含mmWv定义：材料在空气中，吸收空气中水分的性质，称为吸湿性。其大小用含水率表示。 影响吸湿性的因素影响吸湿性的因素：v材料的孔隙率；v材料的本身的性质，如亲水性或憎水性；v孔隙构造特征，如孔径大小、开口与否等；v周围空气的温度和湿度 。（四）材料的耐水性v定义：材料在长期饱和水作用下，其强度也不显著降低的性质
4、，称为耐水性。其衡量指标为：干饱软ffKv软化系数越小，说明材料吸水饱和后的强度降低越多，其耐水性越差。 材料软化系数的要求材料软化系数的要求工程对材料软化系数的要求 对经常处于水中或受潮严重的重要结构物（如地下构筑物、基础、水工结构）的材料，其K软0.85； 受潮较轻的或次要结构物的材料，其K软0.75； K软0.80的材料，一般称为耐水的材料。越大，材料的抗渗性越差。(五)材料的抗渗性QAdH抗渗等级抗渗等级 对于混凝土和砂浆，抗渗性常用抗渗等级(S)表示： S=10H1 H试件开始渗水时的水压力（MPa） 影响材料抗渗性的因素：孔隙率、孔隙特征 地下建筑（地铁、人防建筑、地下室）、水工结
5、构、防水材料等均要求较高的抗渗性。 （六）材料的抗冻性v定义：材料在吸水饱和状态下，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。v衡量指标：抗冻性指标用抗冻等级Fn表示，表示经过n次冻融循环次数后，质量损失不超过5%，强度损失不超过25%。冻融破坏的原因冻融破坏的原因 v材料有孔且孔隙含水； v水冰，体积膨胀9，结冰压力高达100MPa， 结冰压力超过材料的抗拉强度时，材料开裂； v裂缝的增加也进一步增加了材料的饱水程度， 饱水程度的增加进一步加剧了冻融破坏； v反复多次加剧破坏，最终材料崩溃；v严寒地区道路、桥梁、水坝、堤防、海上钻井平台、跨海大桥等均需考虑冻融破坏。三、材料的热
6、工性质导热性三、材料的热工性质导热性导热性材料传导热量的能力称为导热性。其大小用热导率（）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材料的厚度（m） t热传导时间（s） (T2-T1)材料两侧温差（K） 导热系数的物理意义：表示单位厚度的材料，当两侧温差为1K时，在单位时间内通过单位面积的热量。 v材料的组成与结构v孔隙率及孔隙特征v含水情况影响材料导热系数的因素有：第二节第二节 材料的力学性质材料的力学性质第二节第二节 材料的力学性质材料的力学性质一、材料的强度与强度等级请看材料受拉破坏动画
7、演示请看材料受拉破坏动画演示第二节第二节 材料的力学性质材料的力学性质一、材料的强度与强度等级请看材料受压破坏动画演示请看材料受压破坏动画演示第二节第二节 材料的力学性质材料的力学性质一、材料的强度与强度等级请看材料受弯破坏动画演示请看材料受弯破坏动画演示第二节第二节 材料的力学性质材料的力学性质一、材料的强度与强度等级请看材料受剪破坏动画演示请看材料受剪破坏动画演示第二节第二节 材料的力学性质材料的力学性质一、材料的强度与强度等级AfFv强度指材料抵抗破坏的能力。v材料的抗弯强度 22F3bhlf弯v材料的抗压、抗拉、抗剪强度。 单位：MPa ，1MPa=1N/mm2比强度比强度材料的强度与
8、其表观密度的比值（f/o），它是评价材料是否轻质高强的指标。 几种材料的强度比较材材 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50050034.334.30.0590.059混凝土混凝土2400240060600.0250.025二、材料的比强度衡量材料轻质高强的一个指标，材料的强度与其表观密度之比，即：0f比 强 度E脆性材料（如混凝土、玻璃、石材）抵抗冲击或震动荷载的能力很差。 2.韧性在冲击、震动荷载的作用下，能吸收较大能量而不破坏的性质称
9、为韧性。如钢材、木材、纤维等。1.脆性在外力作用下，当外力达到一定限度后，材料突然破坏而又无明显的塑性变形的性质。桥梁、牛腿柱、电梯井、高层建筑等处所用的材料须有较好的韧性。请看材料脆性、韧性破坏动画演示请看材料脆性、韧性破坏动画演示测定方法：刻划法、回弹法、压入法。 1.硬度指材料表面的坚硬程度，是抵抗其他物体刻划、压入其表面的能力。请看压入法测材料硬度动画演示请看压入法测材料硬度动画演示2.耐磨性材料表面抵抗磨损的能力。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）。第三节第三节 材料的耐久性材料的耐久性一、概念材料的耐久性是指材料在使用期间，受到各种内在的或外来因素的影响，能经久不变质不破坏，能保持原有性能不影响使用的性质。这是一个综合性指标。二、提高耐久性的措施v减轻介质对材料的破坏作用v提高材料密实度v对材料进行憎水或防腐处理v在材料表面设置保护层