资源简介

土木工程学院教案用纸
课程章节名称 项目二 认识材料的基本性质
教学目的、要求 ●掌握建筑材料基本性质的概念和计算公式 ●了解建筑材料的基本性质和应用场合 ●掌握建筑材料的力学性能和耐久性能的计算方法。 ●了解初步判断建筑材料的安全性能和应用场合的方法 ●掌握建筑材料的热学性能、环保性能和声学性能的概念和表达方式。
重点 难点 建筑材料基本性质的概念和计算公式 建筑材料的力学性能和耐久性能的计算方法
教学环节时间分配 7课时
教学手段、教学方法和实施步骤 多媒体
授课内容: 材料的结构状态性质 1 密度 密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积所具有的质量。用下式表示：ρ＝m/V 2 表观密度 表观密度是指材料在自然状态下，单位体积所具有的质量。材料若很密实，一般可不必磨成细粉，而直接用排液法测定其体积（但不用李氏比重瓶，用一般广口瓶即可），求得绝对体积的近似值（颗粒内部的封闭孔隙体积无法排除），这样所得密度称表观密度，用下式表示： ρ0＝m/V0 3 堆积密度 堆积密度是指散粒状材料（水泥、砂、卵石、碎石等）在堆积状态下，单位体积（包含了颗粒内部的孔隙和颗粒之间的空隙）所具有的质量，用下式表示： ρ1＝m/V1 4 孔隙率 孔隙率是材料体积内孔隙体积与材料总体积的比率，以P表示。可用下式计算： P＝Vk/V0＝（V0－V）/V0＝1－V/V0＝1－ρ0/ρ×100％ 5 密实度 密实度是材料体积内被固体物质所充实的程度。其计算式如下： D＝V/V0＝ρ0/ρ×100％ 6 空隙率 空隙率（注意和孔隙率的区别）是指散粒材料在堆积体积中，颗粒之间的空隙百分比，以P1表示，可用下式计算： P1＝(V1－V0)/V1＝1－V0/V1＝1－ρ1/ρ0×100% 7 填充率 填充率是指散粒材料在堆积体积中，被其颗粒填充的程度，以D1表示，可用下式计算： D1＝V0/V1＝ρ1/ρ0×100％ 材料与水有关的性质 1　亲水性和憎水性 建筑物常与水或是大气中的水汽接触，然而水分与不同固体材料表面之间相互作用的情况是不同的。液体在与固体接触时，沿固体表面扩展的现象，又称为液体润湿固体，其实质是固体表面的一种流体被另一种流体所取代的过程。根据其是否能被水润湿，可将材料分为亲水性和憎水性两大类。 2 吸水性 材料能吸收水分的性质称为吸水性，吸水性的大小用吸水率表示。吸水率有两种表示方法：质量吸水率和体积吸水率。 3 吸湿性 材料在潮湿空气中吸收空气中水分的性质称为吸湿性。吸湿性的大小用含水率表示，如果是与空气湿度达到平衡时的含水率，则称为“平衡含水率”。 4 耐水性 材料长期在饱和水作用下而不破坏，其强度也不显著降低的性质称为耐水性。 5 抗渗性 材料抵抗压力水渗透的性质称抗渗性（或不透水性）。 抗冻性 材料的抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，抵抗多次冻结和融化作用（冻融循环）而不被破坏、同时也不严重降低强度的性质。 三、材料的外形尺寸及外观 1．材料的外形尺寸 材料的外形尺寸是指具有固定尺寸规格的材料的外形大小，包括长度、宽度、厚度、直径等，一般用毫米或米来表示，其尺寸偏差直接影响产品的等级。 2．外观 材料的外观主要是指颜色、表面缺陷、表面光泽度、平整度等，一般外观质量直接影响其产品的等级。 四、材料的强度 材料在外力作用下抵抗破坏的能力称为强度。其值是以材料受外力破坏时，单位面积上所承受的力表示。根据外力作用方式不同，材料的强度又分为抗压强度、抗拉强度、抗弯强度及抗剪强度等。 材料的变形性质 1．弹性变形与塑性变形 材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质称为弹性，这种变形称为弹性变形。 材料在外力作用下产生变形，但不破坏，并且外力取消后，不能自动恢复原来形状的性质称为塑性，这种不能消失的变形称为塑性变形。 2．弹性模量 弹性模量表达在弹性范围内应变与应力之间的线性关系，用E表示，此关系即为胡克定律：E＝σ/ε 六、材料的脆性和韧性 1.脆性 在外力作用达到一定限度后，材料突然破坏且又无明显的塑性变形，材料的这种性质称为脆性。 2.韧性 在冲击、震动荷载作用下，材料能产生一定的变形而不致破坏的性质称为韧性。 耐久性 材料在使用中能抵抗周围各种介质的侵蚀而不破坏、也不易失去其原有性能的性质称为耐久性。 七、材料的热学性能 1、导热性 材料传导热量的能力称为导热性。材料导热能力的大小可用导热系数λ表示。导热系数在数值上等于厚度为1m的材料 2、热容量与比热容 材料受热时吸收热量、冷却时放出热量的性质，称为热容量。热容量的大小用比热容表示。比热容是指1kg材料升高或降低1K温度时所吸收或放出的热量，用符号C表示。C＝Q/m/（T2－T1） 3、热稳定性 热稳定性是指材料表面受到波动热流作用时，温度变化情况的性质。热稳定性用蓄热系数S表示［蓄热系数S的单位为W／（m2·K）］。 4、耐急冷急热性 材料的耐急冷急热性又称材料的抗热振性，指材料抵抗急冷急热交替作用保持其原有性质的能力。 5、耐燃性 材料对火焰和高温的抵抗力称为材料的耐燃性。 6、耐火性 材料抵抗高热或火的作用、保持其原有性质的能力称为材料的耐火性。 八、材料的声学性能 1、吸声性 声能穿透材料时被材料消耗的性质称为材料的吸声性。被材料吸收的声能（包括穿透材料的声能在内）与原先传递给材料的全部声能之比，是评定材料吸声性能好坏的主要指标，称为吸声系数，用下式表示：α＝E/E0 2、隔声性 材料能减弱或隔断声波传递的性能称为隔声性。声波在建筑结构中的传播主要通过空气和固体来实现。因而隔声分为隔空气声和隔固体声两种。
课堂讨论 常用材料的性质
课外思考、练 习及作业题 课后习题

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