1、第一章 土木工程材料的基本性质,第一节 材料的物理性质,第二节 材料的力学性质,第三节 材料的耐久性,第四节 材料的组成与结构,1-1物理性质 一、密度、表观密度与堆积密度,密度算式：思考：体积如何测定? 同种材料: 密度表观密度堆积密度,二、孔隙和空隙与构造状态有关,1、孔隙孔隙率：孔特征： 2、空隙,材料内部的空隙,连通性、孔径、孔分布材料颗粒间的空隙,材料内部孔隙体积所占的比例 -开口孔隙率和闭口孔隙率,三、亲水性和憎水性,水与材料接触时,四、吸水性和吸湿性,1、吸水性 表示方法：影响因素：,材料在水中吸收水分的能力,吸水率， - Wm、WV,亲水性、孔隙率、孔特征 亲水性、孔隙率、微细
2、连通孔吸水性,2、吸湿性 表示方法：影响因素：,从空气中吸收水分的能力,含水率，,亲水性、孔隙率、孔特征,五、耐水性、抗渗性和抗冻性,1、耐水性 破坏原因： 表示方法：耐水材料：,水的溶解、劈裂作用R,K0.85,2、抗渗性 定义： 表示方法： 影响因素：,抵抗压力水渗透的能力。1、渗透系数 2、抗渗标号孔隙率、孔径、孔的连通性,3、抗冻性 材料受冻破坏的原因：表示方法： 影响因素：,水结冰体积膨胀9,产生很大的内应力. 温差应力.抗冻标号,孔隙率、孔特征、孔隙充水程度 材料强度 冻结温度、冻融循环次数,六、导热性和热容量,冬天：室内热量室外，室内温度 夏天：室外热量室内，室内温度传热的三种方
3、式：,绝热性好、热容量大室内冬暖夏凉,传导换热、 对流换热、辐射换热,1、导热系数和热阻 导热系数 材料传递热量的能力.的影响因素：绝热材料定义：,组成、结构，孔隙率、 孔隙特征、受潮、受冻,0.23 w/mk,热阻含义热阻计算, 热量通过材料时所受到的阻力,2、比热和热容量 比热热容量,单位质量材料温度升高1所需要的热量。材料温度升高1所需要的热量。材料热容量大，室内温度波动小。,七、吸声性和隔声性,1、吸声系数2、吸声材料 定义： 选择：,被材料吸收的声能 入射总声能,平均吸声系数 0.2的材料 分析环境噪声的频率特征,3、隔声量室内隔声效果取决于：,入射总声能 透过材料的声能,材料 、结
4、构,1-2 材料的力学性质 一、强度与比强度,1、强度 定义： 分类： 影响因素：,抵抗外力破坏的最大应力值抗拉、抗压、抗弯和抗剪强度材料内因组分、结构 试验条件试件(尺寸、形状、含水率)温度、加荷速度等,P,2、比强度 定义： 作用： 实例：,强度/表观密度 轻质高强的指标,二、弹性和塑性,弹性能完全恢复原来形状的性质。塑性不能自动恢复原来形状,且不产生裂缝的性质。 弹性模量 E抵抗变形的能力 实际材料 较小外力作用下，表现为弹性变形；受力超过限度后，表现为塑性变形。 受力后，弹性变形与塑性变形同时产生,三、脆性和韧性,脆性在外力作用下，无明显塑性变形而突然破坏的性质。韧性在冲击或振动荷载作
5、用下，材料能吸收较大的能量，产生一定的变形而不破坏的性质。,1-3耐久性,定义破坏作用耐久性试验,材料在长期使用过程中， 能保持原有性能的性质。,物理作用温湿度、冻融、流水、紫外线 化学作用酸碱盐水溶液、有害气体、水 生物作用虫、菌,（快速模拟试验）干湿循环、冻融循环、化学介质浸渍等。,耐候性试验室,1-4 组成与结构,一、组成 化学组成矿物组成,化学组成不同材料性质不同,矿物具有一定化学成份和一定结构特征的化合物或单质。,矿物组成不同，即使化学组成相同 材料性质也不同（金刚石、石墨）,二、结构,（一）微观结构,1、晶体 结构特征： 晶体特征：实际材料：,内部质点规则排列各向异性最小内能、最大稳定性大量晶粒无规律排列 各向同性 晶粒越小，分布越匀 材料强度越高,金刚石晶体结构,石墨晶体结构,NaCl晶体结构,2、玻璃体 结构特征： 材料特性：实例：,各向同性 热力学不稳定,内部质点排列没有一定规律,高炉矿渣 慢冷晶 体 化学活性低 快冷玻璃体 化学活性高,（二）、细观结构,实例：木材的细胞组织岩石的矿物组织 作用： 各种组织的性质、数量、分布及其结合情况材料整体性质,（三）宏观结构,分类,结构越密实，越均匀强度越高,
