园林工程材料的基本性质.ppt

思考题,1、何谓材料的密实度和孔隙率？两者有什么关系？ 2、软化系数是反映材料什么性质的指标？为什么要控制这个指标？ 3、何谓材料的强度？根据外力作用方式不同，各种强度如何计算？其单位如何表示？ 4、何谓材料的耐久性？它包括哪些内容？,第一章 园林建筑材料的基本性质,导言,材料性质: 基本物理性质 力学性质 与水有关的性质 耐久性 热工性质 装饰性能 (生态性能),1 材料的基本物理性质,材料的基本物理性质是表示材料物理状态特点的性质. 孔隙： 材料内部常含有两大类型的孔隙：自身封闭的孔隙；与外界连通的（开口）孔隙。 如果是堆积在容器中的散粒材料，颗粒之间还存在着空隙。,一、密度,概念：材料在绝对密实状态下，单位体积的的质量，又称比重。,=,v,-材料的密度(g/cm3) m-材料在干燥状态下的质量(g) V-材料在绝对密实状态下的体积(cm3),m,二、表观密度,概念:是材料在自然状态下单位体积的质量，又称 容量.,o=,m,vo,m-材料的质量(g或kg) V0-材料在自然状态下的体积(cm3或 m3 ),注意：1. Vo =V+V孔 2. 表观密度须注明含水状态,三、堆积密度,概念:是指粉状材料或粒状材料在堆积状态下,单位体积的质量.,o =,m,Vo,m-材料的质量(kg/m3) V0-材料的堆积体积(m3),四、密实度,是指材料体积内固体物质充实的程度.,D=,V,Vo,100%,D=,o,100%,五、孔隙率,概念: 是材料中孔隙体积与材料在自然状态下的体积之比.,P=,Vo V,vo,（,）,100%,=,（1,）,o,100%,孔隙类型：,连通、封闭,六、空隙率,概念:是指散粒材料在堆积状态下,其颗粒之间的空隙体积与堆积体积的百分比.,P=,Vo Vo,Vo,（,）,100%,V0：颗粒之间的空隙体积,常用材料的密度、表观密度、堆积密度及孔隙率,2 材料的力学性质,强度 弹性 塑性 脆性 韧性 硬度 耐磨性,一、材料的强度,1 概念 材料在力(荷载)作用下抵抗破坏的能力为强度. 2 类型: 抗拉 抗压 抗剪 抗弯(折),一、材料的强度,一、材料的强度,3.公式 1）抗拉强度 抗压强度 抗剪强度公式 R=P/F （Mpa） R -材料的极限强度 （ Mpa ） P -受弯时的破坏荷载 （N） F -试件受力的截面面积 （mm2）,一、材料的强度,2）抗弯强度公式 Rw=3PL/2bh2 （Mpa） Rw-抗弯极限强度（Mpa） P-弯曲破坏时的最大荷载 （N） L-两支点间的距离 （mm） b、h- 材料截面的宽度、高度（mm）,常用材料的强度（MPa）,二、弹性和塑性,1.弹性：材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，能够完全恢复原来形状的性质。这种完全恢复的变形称为弹性变形（或瞬时变形） 2.塑性：材料在外力作用下产生变形，如果外力取消后，仍能保持变形后的形状和尺寸，并且不产生裂缝的性质。这种不能恢复的变形称为塑性变形（或永久变形）。,三、脆性和韧性,1.脆性： 材料在外力作用下，无明显塑性变形而发生突然破坏的性质。 例如：混凝土、玻璃、石料等，可用作承压构件。,三、脆性和韧性,2.韧性： 材料在冲击荷载作用下，能吸收大量能量，产生一定变形而不破坏的性质。 例如：低碳钢、低合金钢、钢筋混凝土等。用作承受冲击和震动荷载的构件（冲击韧性）,四、硬度与耐磨性,硬度：材料抵抗其他物体压入或刻划的能力称为硬度。 测量方法：刻划法、压入法 耐磨性：是材料表面抵抗磨损的能力.,3 材料与水有关的性质,亲水性与憎水性 吸水性与吸湿性 耐水性 抗渗性 抗冻性,一、亲水性与憎水性,1、润湿角：在材料、水和空气三相的交点处，沿水滴表面所引起的切线与材料表面形成的夹角。是亲水材料与憎水材料的判断指标。,一、亲水性与憎水性,a、亲水性材料 90 亲水性 = 0 完全润湿,b、憎水性材料 90 憎水性 =180 完全不润湿,一、亲水性与憎水性,2、大多数建筑材料都属于亲水性材料，表面均能被润湿，其含水情况可分为四种基本状态 1）干燥状态不含水或含水极微； 2）气干状态所含水与大气湿度相平衡； 3）饱和面干状态表面干燥，而孔隙中水达到饱和 4）湿润状态孔隙中含水饱和，且表面附有一层水膜,二、吸水性与吸湿性,1、吸水性：材料在水中吸收水的性质。 m材料在干燥状态下的质量(g) m1材料在吸水饱和状态下的质量(g),W=,m1m,m,100%,质量吸水率,二、吸水性与吸湿性,体积吸水率： 与质量吸水率的关系：,二 、吸水性与吸湿性,2、吸湿性：材料在空气中吸收水的性质。 m含材料含水时的质量(g) m材料干燥状态下的质量(g),W含=,m含m,m,100%,含水率,三、耐水性,材料长期处于水的作用下不破坏，其强度 也不严重降低的性质。,软化系数 KR=,材料在干状态下的抗压强度,=,fb,fg,软化系数 KR0.80 的材料，认为是耐水的材料。,材料在水饱和状态下的抗压强度,四、抗渗性,材料抵抗压力水渗透的性质。,混凝土、砂浆的抗渗性用抗渗等级表示。 例如：W4、W6、W8分别表示材料能承受 0.4、0.6、0.8MPa的水压而不透水。 抗渗等级越高抗渗性越好。对地下建筑、水工建筑物、压力管等，要求材料具有一定的抗渗性。,五、抗冻性,材料在水饱和状态下抵抗多次冻融循环而不破坏，同时强度也不显著降低的性质。,抗冻等级-指材料当质量损失小于5%， 强度损失小于25时所能经受的冻融循环次数。 例如：抗冻等级用FN表示，N表示最大冻融 循环次数，如：F25、F50，分别表示此材料 可承受、25次、50次的冻融循环,柱开胀,4 材料的耐久性,1 概念：材料在使用过程中，能长期抵抗各种环境因素作用而不破坏，且能保持原有性质的性能。 耐久性是一个综合性质： 抗冻性、抗渗性、抗化学侵蚀性、抗碳化性能等等 不同材料所处的工作环境不同，耐久性包含的内容不同。,5 材料的热工性质,一、导热性： 材料两侧有温差时热量由高温侧向低温侧传递的能力。 指标：导热系数 导热系数越小，材料的保温隔热性能越好。,5 材料的热工性质,二、热容量： 是比热容与材料质量之积。表示材料温度升高1K 所需的热量或降低1K所放出的热量。 热容量高的材料，能对室内温度起调节作用。,6 材料的装饰性能,一、基本要求 色彩、光泽、表面组织及形状尺寸、质感 二、选用原则 环境 部位 使用要求,7 材料的组成、结构和构造,1、材料的组成：化学组成、矿物组成、相组成1）化学组成： 无机非金属建筑材料的化学组成以各种氧化物含量来表示。 金属材料以元素含量来表示。 化学组成决定着材料的化学性质，影响其物理性质和力学性质。,7 材料的组成、结构和构造,2) 矿物组成 材料中的元素和化合物以特定的矿物形式存在并