第一章土木工程材料的基本性质课件.pptVIP

式中　K——材料的渗透系数,cm／h；　　　Q——渗透水量,cm3；　　　d——材料的厚度,cm；　　　A——渗水面积,cm2；　　　t——渗水时间,h；　　　H——静水压力水头,cm。 K值愈大，表示材料渗透的水最愈多，即抗渗性愈差。抗渗性是决定材料耐久性的主要指标。 建筑工程中大量使用的砂浆、混凝土材料的抗渗性用抗渗等级表示。 抗渗等级是指材料在标准试验方法下进行透水试验，以规定的试件在透水前所能承受的最大水压力来确定。以符号“P”和材料透水前的最大水压力的0.1MPa表示，如P4、P6、P8等分别表示材料能承受0.4、0.6、0.8MPa的水压而不渗水。用公式表示： P=10H-1 式中：P---抗渗等级； H ---试件开始渗水时的压力，MPa. 材料的抗渗性与其孔隙率和孔隙特征有关。细微连通的孔隙水易渗入，故这种孔隙愈多，材料的抗渗性愈差。闭口孔水不能渗入，因此闭口孔隙率大的材料，其抗渗性仍然良好。开口大孔水最易渗入，故其抗渗性最差。材料的抗渗性还与材料的增水性和亲水性有关，增水性材料的抗渗性优于亲水性材料。材料的抗渗性与材料的耐久性有着密切的关系。 1.3材料的基本力学性质 1.3.1材料的理论强度 1.3.2材料的强度 1.3.3弹性与塑性 1.3.4脆性与韧性 1.3.1材料的理论强度 材料的理论抗拉强度 ft= ft---材料的理论抗拉强度 E---材料的弹性模量 γ ---单位表面能 d---原子间的距离 1.3.2材料的强度 在外力作用下，材料抵抗破坏的能力称为强度。 根据外力作用方式的不同，材料的强度有抗压强度、抗拉强度、抗弯强度（或抗折强度）及抗剪强度等形式。 材料的这些强度是通过静力试验来测定的，故总称为静力强度。材料的静力强度是通过标准试件的破坏试验而测得。 a.压力 b.拉力c.弯曲 d.剪切 混凝土路面砖抗折强度试验 混凝土路面砖抗压强度试验 强度的计算 材料的抗压、抗拉、抗剪强度可直接由下式计算： 式中 f ——材料的抗压、抗拉或抗剪强度，MPa；　　 Fmax——材料破坏时的最大荷载，N；　 A——受力截面面积，mm2。 对于抗弯强度，有两种计算方式。将抗弯试件放在两支点上，当外力为作用在试件中心的集中荷载，且试件截面为矩形时，抗弯强度（也称抗折强度）可用下式计算： 式中fm——抗弯强度，MPa；　　Fmax——弯曲破坏时的最大荷载,N；b，h ——试件横截面的宽和高,mm。　　 L—— 两支点间的距离，mm。 若在此试件跨距的三分点上加两个相等的集中荷载，抗弯强度按下式计算：　　 土木工程常用结构材料的强度值范围见表1-2(p14). 　　 影响材料强度的因素 1.材料的组成、结构与构造：材料的强度与其组成及结构有关，即使材料的组成相同，其构造不同，强度也不一样。 2.孔隙率与孔隙特征：材料的孔隙率愈 大，则强度愈小。对于同一品种的材料，其强度与孔隙率之间存在近似直线的反比关系。 一般表观密度大的材料，其强度也大。这些是材料的内部因素。还与测试条件和方法等外部因素有关。 3.试件的形状和尺寸：受压时，立方体试件的强度值要高于棱柱体试件的强度值，相同材料采用小试件测得的强度较大试件高。 4.加荷速度：当加荷速度快时，由于变形速度落后于荷载增长的速度，故测得的强度值偏高，反之，因材料有充裕的变形时间，测得的强度值偏低。 5.试验环境的温度、湿度：温度高、湿度大时，试件会有体积膨胀，材料内部质点距离加大，质点间的作用力减弱，测得的强度值偏低。 6.受力面状态：受力面的平整度，润滑情况等。试件表面不平或表面涂润滑剂时，所测强度值偏低。 强度等级：建筑材料常根据极限强度的大小，划分为不同的强度等级或标号。 如混凝土按抗压强度划分为 C7.5～C60 ; 水泥按抗压和抗拉强度划分为32.5~62.5, 砂浆按抗压强度划分为M2.5～M20六个等级,热轧钢筋按屈服强度和抗拉强度划分四级。 强度和强度等级的区别与联系： 区别：a.强度与强度等级的定义不同。强度是实测值，强度等级是人为规定的强度范围。 b.强度指的是材料的极限值，是唯一的，每一强度等级则包含一系列强度值。 联系：某一材料强度等级的确定必须以其极限强度值为依据。 比强度：材料的强度与其表观密度的比值（fc/ρo）。用于评价材料是否轻质高强。 1.3.3弹性与塑性 材料在外力作用下产生变形，当外力去除后能完全恢复到原始形状的性质称为弹性 ，这种可恢复的变形称弹性变形。 材料在外力作用下产生变形，当外力去除后，有一部分变