土木工程材料的基本性(編輯修改稿)
2025-03-12 11:25 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 性是指材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。干燥的材料處在較潮濕的空氣中時(shí)，便會(huì)吸收空氣中的水分；而當(dāng)較潮濕的材料處在較干燥的空氣中時(shí)，便會(huì)向空氣中放出水分。前者是材料的吸濕過(guò)程，后者是材料的干燥過(guò)程。由此可見(jiàn)，在空氣中，某一材料的含水多少是隨空氣的濕度變化的。 ?材料在任一條件下含水的多少稱(chēng)為材料的含水率，并以Ｗ h表示，其計(jì)算公式為： %100???ggshmmmW式中 ms—— 材料吸濕狀態(tài)下的質(zhì)量（ｇ或 kg） mg—— 材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（ｇ或 kg）。 ?顯然，材料的含水率受所處環(huán)境中空氣濕度的影響。當(dāng)空氣中濕度在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定時(shí)，材料的吸濕和干燥過(guò)程處于平衡狀態(tài)，此時(shí)材料的含水率保持不變，其含水率叫作材料的平衡含水率。 4. 材料的耐水性 材料的耐水性是指材料長(zhǎng)期在飽和水的作用下不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)。衡量材料耐水性的指標(biāo)是材料的軟化系數(shù) KR： gbR ffK ?式中 KR —— 材料的軟化系數(shù) fb — 材料吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（ MPa）。 fg — 材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（ MPa） 軟化系數(shù)反映了材料飽水后強(qiáng)度降低的程度，是材料吸水后性質(zhì)變化的重要特征之一。一般材料吸水后，水分會(huì)分散在材料內(nèi)微粒的表面，削弱其內(nèi)部結(jié)合力，強(qiáng)度則有不同程度的降低。當(dāng)材料內(nèi)含有可溶性物質(zhì)時(shí)（如石膏、石灰等），吸入的水還可能溶解部分物質(zhì)，造成強(qiáng)度的嚴(yán)重降低。 ?材料耐水性限制了材料的使用環(huán)境，軟化系數(shù)小的材料耐水性差，其使用環(huán)境尤其受到限制。軟化系數(shù)的波動(dòng)范圍在 0至 1之間。工程中通常將 Ｋ Ｒ ＞ ，可以用于水中或潮濕環(huán)境中的重要工程。用于一般受潮較輕或次要的工程部位時(shí)，材料軟化系數(shù)也不得小于 。 ?5. 抗凍性 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，體積膨漲所產(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(chēng)為凍融破壞。 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。 ?抗凍性以試件在凍融后的質(zhì)量損失、外形變化或強(qiáng)度降低不超過(guò)一定限度時(shí)所能經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)來(lái)表示，或稱(chēng)為抗凍等級(jí)。 材料的抗凍等級(jí)可分為Ｆ 1Ｆ 2Ｆ 50、Ｆ 100、Ｆ 200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)。材料的抗凍性與材料的強(qiáng)度、孔結(jié)構(gòu)、耐水性和吸水飽和程度有關(guān)。 6. 材料的抗?jié)B性 抗?jié)B性是材料在壓力水作用下抵抗水滲透的性能。土木建筑工程中許多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺陷，當(dāng)材料兩側(cè)的水壓差較高時(shí)，水可能從高壓側(cè)通過(guò)內(nèi)部的孔隙、孔洞或其它缺陷滲透到低壓側(cè)。這種壓力水的滲透，不僅會(huì)影響工程的使用，而且滲入的水還會(huì)帶入能腐蝕材料的介質(zhì)，或?qū)⒉牧蟽?nèi)的某些成分帶出，造成材料的破壞。 ? 滲透系數(shù) 材料的滲透系數(shù)可通過(guò)下式計(jì)算 : AtHQdK ?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(shuō)明材料的抗?jié)B性越強(qiáng)。 ? 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(lái)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。 ?二 . 材料的熱工性質(zhì) 1. 導(dǎo)熱性 當(dāng)材料兩面存在溫度差時(shí)，熱量從材料一面通過(guò)材料傳導(dǎo)至另一面的性質(zhì)，稱(chēng)為材料的導(dǎo)熱性。導(dǎo)熱性用導(dǎo)熱系數(shù) λ 表示。導(dǎo)熱系數(shù)的定義和計(jì)算式如下所示： )( 12 ttFZQd???式中 λ —— 導(dǎo)熱系數(shù)，Ｗ／（ｍ Ｋ）； Ｑ－傳導(dǎo)的熱量，Ｊ ｄ — 材料厚度，ｍ； Ｆ —— 熱
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