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正文內(nèi)容

土木工程材料的基本性質(zhì)(1)(編輯修改稿)

2025-02-15 02:05 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 滲透的性能。用滲透系數(shù)或抗?jié)B等級(jí)表示。 ( 1)滲透系數(shù) 材料的滲透系數(shù) K可通過下式計(jì)算 : 式中: K—— 滲透系數(shù) ,( cm / h) 。 Q—— 滲水量, ( cm3 ); A—— 滲水面積 ,( cm2 ); H—— 材料兩側(cè)的水壓差,( cm); d—— 試件厚度 ( cm); t—— 滲水時(shí)間 ( h)。 材料的滲透系數(shù)越小,說明材料的抗?jié)B性越強(qiáng)。 A t HQdK ?三、材料與水有關(guān)的性質(zhì)( 10) ( 2) 抗?jié)B等級(jí) 材料的抗?jié)B等級(jí)是指用標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行透水試驗(yàn)時(shí),材料標(biāo)準(zhǔn)試件在透水前所能承受的最大水壓力,并以字母 P及可承受的水壓力(以 )來表示抗?jié)B等級(jí)。如P P P P10… 等,表示試件能承受逐步增高至、 、 、 … 的水壓而不滲透。 ( 3)影響材料抗?jié)B性的因素 ? 材料親水性和憎水性 通常憎水性材料其抗?jié)B性優(yōu)于親水性材料; ? 材料的密實(shí)度 密實(shí)度高的材料其抗?jié)B性也較高; ? 材料的孔隙特征 具有開口孔隙的材料其抗?jié)B性較差。 三、材料與水有關(guān)的性質(zhì)( 11) (五)抗凍性 ? 抗凍性是指材料在吸水飽和狀態(tài)下,能經(jīng)受反復(fù)凍融循環(huán)作用而不破壞,強(qiáng)度也不顯著降低的性能。 ? 材料吸水后,在負(fù)溫作用條件下,水在材料毛細(xì)孔內(nèi)凍結(jié)成冰,體積膨脹所產(chǎn)生的凍脹壓力造成材料的內(nèi)應(yīng)力,會(huì)使材料遭到局部破壞。隨著凍融循環(huán)的反復(fù),材料的破壞作用逐步加劇,這種破壞稱為凍融破壞。 ? 抗凍性以試件在凍融后的質(zhì)量損失和強(qiáng)度損失不超過一定限度時(shí)所能經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)來表示,或稱為抗凍等級(jí)。 ? 材料的抗凍等級(jí)可分為 F1 F2 F50、 F100、 F200等,分別表示此材料可承受 15次、 25次、 50次、 100次、 200次的凍融循環(huán)。 三、材料與水有關(guān)的性質(zhì)( 12) 影響抗凍性的因素 (孔隙率) 密實(shí)度越高則其抗凍性越好。 開口孔隙越多則其抗凍性越差。 強(qiáng)度越高則其抗凍性越好。 耐水性越好則其抗凍性也越好。 吸水量越大則其抗凍性越差。 四、材料的熱工性質(zhì)( 1) (一)導(dǎo)熱性 當(dāng)材料兩面存在溫度差時(shí),熱量通過材料傳遞的性質(zhì),稱為材料的導(dǎo)熱性。導(dǎo)熱性用導(dǎo)熱系數(shù) λ表示: 式中: λ—— 導(dǎo)熱系數(shù), W/( mK); Q—— 傳導(dǎo)的熱量, J; d—— 材料厚度, m; F—— 熱傳導(dǎo)面積, m2; Z—— 熱傳導(dǎo)時(shí)間, h; ( t2- t1) —— 材料兩面溫度差, K。 ? 物理意義:?jiǎn)挝缓穸龋?1m)的材料、兩面溫度差為 1K時(shí)、在單位時(shí)間( 1s)內(nèi)通過單位面積( 1 m2 )的熱量。 )( 12 ttFZQd???(二) 熱容量和比熱 材料在受熱時(shí)吸收熱量,冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)稱為材料的熱容量。用熱容量系數(shù)或比熱表示。比熱的計(jì)算式如下所示: 式中: C—— 材料的比熱, J/( gK); Q—— 材料吸收或放出的熱量 (熱容量 ); m—— 材料質(zhì)量, g; ( t2 - t1) —— 材料受熱或冷卻前后的溫差, K。 )( 12 ttmQC??四、材料的熱工性質(zhì)( 2) 四、材料的熱工性質(zhì)( 3) (三)熱阻和傳熱系數(shù) 熱阻是材料層(墻體或其它圍護(hù)結(jié)構(gòu))抵抗熱流通過的能力,熱阻的定義及計(jì)算式為: R = d /λ 式中: R—— 材料層熱阻,( m2K ) /W; d—— 材料層厚度, m; λ—— 材料的導(dǎo)熱系數(shù), W/( mK)。 熱阻的倒數(shù)1/ R 稱為材料層(墻體或其它圍護(hù)結(jié)構(gòu))的傳熱系數(shù)。傳熱系數(shù)是指材料兩面溫度差為 1K時(shí),在單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的熱量。 四、材料的熱工性質(zhì)( 4) (四)材料的溫度變形性 材料的溫度變形是指溫度升高或降低時(shí)材料的體積變化。用線膨脹系數(shù) α表示。 ΔL =( t2 - t1) α L 式中: ΔL—— 線膨脹或線收縮量 , mm 或 cm; ( t2- t1) —— 材料前后的溫度差, K; α——材料在常溫下的平均線膨脹系數(shù), 1/K; L——材料原來的長(zhǎng)度, mm或 m。 材料的線膨脹系數(shù)與材料的組成和結(jié)構(gòu)有關(guān),常選擇合適的材料來滿足工程對(duì)溫度變形的要求。 第二節(jié) 材料的力學(xué)性質(zhì) 一、材料的強(qiáng)度與等級(jí) 二、材料的彈性與塑性 三、材料的脆性與韌性 四、材料的硬度與耐磨性 一、材料的強(qiáng)度與等級(jí)( 1) (一)材料的強(qiáng)度 材料的強(qiáng)度是材料在應(yīng)力作用下抵抗破壞的能力。 ?根據(jù)外力作用方式的不同,材料強(qiáng)度有、抗壓、抗剪、抗彎(抗折)強(qiáng)度等。 FFF FFFlFl /2bh抗壓 抗拉 抗剪 抗彎 一、材料的強(qiáng)度與等級(jí)( 2) ? 抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度的計(jì)算: 式中: f—— 材料強(qiáng)度, MPa; Fmax—— 材料破壞時(shí)的最大荷載, N; A——試件受力面積,mm2。 ? 抗彎強(qiáng)度的計(jì)算:
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