材料的基本性質(zhì)

1、土木工程材料是指在土木工程中所使用的各種材料及其制品的總稱(chēng)，它是一切土木工程的物質(zhì)基礎(chǔ)。萬(wàn)里長(zhǎng)城北京故宮布達(dá)拉宮承德避暑山莊孔廟孔廟武當(dāng)山古建筑群云南麗江古城山西平遙古城開(kāi)平碉樓與村落福建土樓趙州橋應(yīng)縣木塔五臺(tái)山佛光寺中央電視臺(tái)新址鳥(niǎo)巢鳥(niǎo)巢 國(guó)家大劇院雅典衛(wèi)城圓明園復(fù)原圖我國(guó)水泥產(chǎn)量發(fā)展示意圖年份 水泥產(chǎn)量（億噸） 增長(zhǎng)率（%） 2000年 5.97 4.19% 2001年 6.61 10.73% 2002年 7.25 9.68% 2003年 8.62 18.91% 2004年 9.70 12.52% 2005年 10.69 10.19% 2006年 12.37 15.71% 2007年 13

2、.61 10.06% 2008年 13.88 2.00% 2009年 16.46 18.53% 2010年 18.68 13.51% 2011年 20.63 10.44% 2012年 21.84 5.87% 碎石卵石黃砂現(xiàn)場(chǎng)攪拌混凝土紙面石膏板平板玻璃塑料管道油氈帶肋鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)H型鋼2008年中鋼協(xié)會(huì)員單位粗鋼產(chǎn)量排名年中鋼協(xié)會(huì)員單位粗鋼產(chǎn)量排名原木板材膠合板大理石花崗巖濟(jì)南青花崗巖建筑陶瓷生石灰多孔磚空心磚加氣混凝土砌塊預(yù)制混凝土空心板彩鋼門(mén)緒 論建筑工程對(duì)材料的基本要求1.必須具備足夠的強(qiáng)度,能夠安全地承受設(shè)計(jì)荷載;2.材料自身的質(zhì)量以輕為宜,以減輕下部結(jié)構(gòu)和地基的負(fù)荷;3.具有與使

3、用環(huán)境相適應(yīng)的耐久性,以減少維修費(fèi)用;4.用于裝飾的材料,應(yīng)能美化房屋并產(chǎn)生一定的藝術(shù)效果;5.用于特殊部位的材料,應(yīng)具有相應(yīng)的特殊功能.結(jié)構(gòu)材料墻體材料功能材料無(wú)機(jī)材料有機(jī)材料：植物材料、瀝青材料、高分子材料復(fù)合材料：金屬與非金屬?gòu)?fù)合材料、有機(jī)與無(wú) 機(jī)復(fù)合材料金屬材料非金屬材料黑色金屬材料：鋼、鐵有色金屬材料：鋁、銅天然石材陶瓷和玻璃無(wú)機(jī)膠凝材料砂漿、混凝土國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：JC、JG地方標(biāo)準(zhǔn)：DB企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：QB通用硅酸鹽水泥GB17520070mV第一章 材料的基本參數(shù)000mV000mV01100%P001100%P練習(xí)題： 某一塊狀材料的全干質(zhì)量為100g，自然狀態(tài)體積為40cm

4、3，絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積為33cm3，試計(jì)算其密度、表觀(guān)密度、孔隙率。3cm 破碎的巖石試件經(jīng)完全干燥后，其質(zhì)量為482g，將放入盛有水的量筒中，經(jīng)一定時(shí)間石子吸水飽和后，量筒的水面由原來(lái)的452cm3上升至630cm3。取出石子，擦干表面水分后稱(chēng)得質(zhì)量為487g。試求該巖石的表觀(guān)密度、體積密度及吸水率？ 材料與水有關(guān)的性質(zhì)1.親水性與憎水性用“潤(rùn)濕角”來(lái)區(qū)分憎水性材料的作用1.可用作防水材料2.用于親水性材料的表面處理，以降低其吸水性。2.吸水性用“吸水率”來(lái)表示分為”質(zhì)量吸水率”和”體積吸水率”吸水性:材料在浸水狀態(tài)下吸入水分的能力質(zhì)量吸水率:材料吸水飽和時(shí), 其所吸收水分的質(zhì)量占材料干

5、燥時(shí)質(zhì)量的百分率. 100mmWm干濕質(zhì)干體積吸水率:是指材料體積內(nèi)被水充實(shí)的程度.即材料吸水飽和時(shí),所吸收水分的體積占干燥材料自然體積的百分率.001100100wVmmWVV水干濕體質(zhì)量吸水率與體積吸水率的關(guān)系00wWWW質(zhì)體質(zhì)影響材料吸水性大小的因素1.材料本身是親水的還是憎水的2.材料內(nèi)部的孔隙率的大小3.孔隙特征材料吸水對(duì)材料性質(zhì)的影響1.表觀(guān)密度和導(dǎo)熱性增大2.強(qiáng)度降低3.體積增大總體來(lái)說(shuō),對(duì)材料的性能是不利的.3.吸濕性:材料在潮濕空氣中吸收空氣中水分的性質(zhì)用“含水率”來(lái)表示100mmWm干含含干影響含水率大小的因素1.本身是親水的還是憎水的2.孔隙率與孔隙特征3.周?chē)h(huán)境的溫度

6、、濕度“平衡含水率”的概念4.耐水性：材料長(zhǎng)期在飽和水作用下而不破壞，其強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)。用“軟化系數(shù)”來(lái)表示ff飽軟干5.抗?jié)B性：材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。用”抗?jié)B標(biāo)號(hào)”或”抗?jié)B等級(jí)”來(lái)表示影響材料抗?jié)B性的因素1.孔隙率2.孔隙特征6.抗凍性:材料在吸水飽和狀態(tài)下,能經(jīng)受多次凍結(jié)和融化作用而不破壞,同時(shí)強(qiáng)度也不嚴(yán)重降低的性質(zhì).用”抗凍標(biāo)號(hào)”來(lái)表示影響材料抗凍性的因素1.材料的孔隙率和孔隙特征2.材料的吸水飽和程度3.材料的強(qiáng)度材料的熱性質(zhì)導(dǎo)熱性:材料傳導(dǎo)熱量的能力用“導(dǎo)熱系數(shù)”來(lái)表示21QAt TT幾種典型材料及物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)熱容量:材料加熱時(shí)吸收熱量,冷卻時(shí)放出熱量的能力.用“比熱”

7、來(lái)表示比熱:表示1kg的材料,溫度升高1K時(shí)所吸收的熱量,或降低1K時(shí)放出的熱量21Qcm TT幾種典型材料及物質(zhì)的比熱熱變形性:是指材料在溫度變化時(shí)其 尺寸的變化.用”線(xiàn)膨脹系數(shù)“來(lái)表示21LLtt材料的力學(xué)性質(zhì)包括:強(qiáng)度及變形兩個(gè)方面材料的強(qiáng)度:材料可抵抗外力作用而引 起破壞的最大能力.FfA按照受力的不同,強(qiáng)度可分為抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度。Fl232F lfb hbh比強(qiáng)度：按單位質(zhì)量計(jì)算的材料強(qiáng)度，其值等于材料的強(qiáng)度與其表觀(guān)密度之比。用于衡量材料的輕質(zhì)高強(qiáng)性能材料的彈性:材料在外力作用下產(chǎn)生變形,當(dāng)外力取消后,材料變形即可消失并能完全恢復(fù)原來(lái)形狀的性質(zhì).EE是衡量材料抵

8、抗變形能力的一個(gè)指標(biāo)塑性：在外力作用下材料產(chǎn)生變形，如果取消外力，仍保持變形后的形狀尺寸，并且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)。塑性變形不可逆脆性：在外力作用下，當(dāng)外力達(dá)到一定限度后，材料無(wú)明顯的塑性變形而突然破壞的性質(zhì)。脆性材料的特點(diǎn)：1.抗壓強(qiáng)度高；2.抗拉強(qiáng)度低;3.抵抗沖擊、振動(dòng)荷載的能力差。韌性:在沖擊、震動(dòng)荷載作用下，材料能吸收較大的能量，產(chǎn)生一定的變形而不致被破壞的性能。KKAA1.抗壓強(qiáng)度高，抗拉強(qiáng)度更高；2.抵抗沖擊、振動(dòng)荷載的能力強(qiáng)。硬度：材料表面能抵抗其他較硬物體壓入或刻劃的能力。天然石材的硬度用“刻劃法”表示；金屬材料的硬度用“壓入法”表示。耐磨性：材料表面抵抗磨損的能力。12mmBA

9、磨損率材料的耐久性：材料在使用過(guò)程中能長(zhǎng)久保持原有性質(zhì)的能力。耐久性是一個(gè)綜合指標(biāo)：抗凍性、抗風(fēng)化性、抗老化性、耐化學(xué)腐蝕性等。外界的破壞作用物理作用化學(xué)作用生物作用干濕變化 溫度變化凍融變化酸、堿、鹽水溶液及氣體的侵蝕昆蟲(chóng)、菌類(lèi)產(chǎn)生的蛀蝕、腐朽提高材料耐久性的作用延長(zhǎng)建筑物的使用壽命；減少使用期間的維修費(fèi)用。提高材料耐久性的措施1.減輕大氣或周?chē)橘|(zhì)對(duì)材料的破壞作用；2.提高材料本身對(duì)外界作用的抵抗能力；3.采用其他材料保護(hù)主體材料免受破壞。作 業(yè)1.何謂材料的密度、表觀(guān)密度和堆積密度？ 如何計(jì)算？2.建筑材料的親水性和憎水性在建筑工程中 有什么實(shí)際意義?3.何謂材料的吸水性、吸濕性、耐水性

10、、 抗?jié)B性和抗凍性？各用什么指標(biāo)表示？4.彈性材料與塑性材料有何不同?5.何謂材料的強(qiáng)度?根據(jù)外力作用方式不同, 各種強(qiáng)度如何計(jì)算?其單位如何表示?1.某工地所用卵石材料的密度2650kg/m3， 表觀(guān)密度為2.61g/cm3,堆積密度為1680 kg/m3,計(jì)算此石子的孔隙率與空隙率?2.有一塊燒結(jié)普通磚，在吸水飽和狀態(tài)下 重2900g，其絕干質(zhì)量為2550g。 經(jīng)干燥并磨成細(xì)粉后取50g，用排水法測(cè) 得絕對(duì)密實(shí)體積為18.62cm3.試計(jì)算該磚 的吸水率、密度、孔隙率?3.某石材在氣干、絕干、水飽和狀態(tài)下測(cè)得 抗壓強(qiáng)度分別為174、178、165MPa，求該 石材的軟化系數(shù)，并判斷該石材可

11、否用于 水下工程？4.質(zhì)量為34kg、容積為l00L的容量筒，裝滿(mǎn)絕干石子的總質(zhì)量(含筒)為184kg。向該筒內(nèi)注入水，在石子吸水飽和后將水注滿(mǎn)并稱(chēng)得總質(zhì)量(含筒)為22.67kg。將上述吸水飽和的石子擦干表面后稱(chēng)得總質(zhì)量(含筒)為186kg。已知該石子的密度為2.70gcm3。求：該石子的絕干堆積密度、表觀(guān)密度、體積密度、吸水率、開(kāi)口孔隙率、孔隙率、并估計(jì)抗凍性。1.含水率為4%的濕砂重100g，其中水的重量4g。2.熱容量大的材料導(dǎo)熱性大，受外界氣溫影響室內(nèi)溫度變化比較快。3.材料的孔隙率相同時(shí)，連通粗孔者比封閉微孔者的導(dǎo)熱系數(shù)大。4.從室外取重為G1的磚一塊，浸水飽和后重為 G2，烘干后

12、重為G3，則磚的質(zhì)量吸水率為W=（G2-G3）/G1。5.同一種材料，其表觀(guān)密度越大，則其孔隙率越大。判斷是非題6.將某種含水的材料，置于不同外部環(huán)境中，分別測(cè)得其密度，其中以干燥條件下的密度最小。7.吸水率小的材料，其孔隙率就小。8.材料的抗凍性與材料的孔隙率有關(guān)，與孔隙中的水飽和程度無(wú)關(guān)。9.在進(jìn)行材料抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，大試件較小試件的試驗(yàn)結(jié)果值偏小。10.材料在進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，加荷速度快者較加荷速度慢者的試驗(yàn)結(jié)果值偏小。.材料的吸水性（）表示，吸濕性用（）表示。.材料耐水性的強(qiáng)弱可以用（）來(lái)表示，材料耐水性愈好，該值愈（）。.稱(chēng)取松散密度為1400 kg/m3的干砂200g， 裝入廣口瓶中

13、，再把瓶中注滿(mǎn)水，這時(shí)稱(chēng) 重為500g。已知空瓶加滿(mǎn)水時(shí)的重量為 377g，則該砂的表觀(guān)密度（），空隙 率為（）。填空題.同種材料的孔隙率愈（ ），材料的強(qiáng)度愈高； 當(dāng)材料的孔隙率一定時(shí)，（ ）孔隙率愈多，材 料的絕熱性愈好。.當(dāng)材料的孔隙率增大時(shí)，則其密度（ ）， 堆積密度（ ），強(qiáng)度（ ），吸水率（ ）， 抗?jié)B性（ ），抗凍性（ ）。.材料作抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)時(shí)，大試件測(cè)得的強(qiáng)度值 偏低，而小試件相反，其原因是（ ）和（ ）。選擇題1.普通混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件經(jīng)28d標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)后測(cè)得抗壓強(qiáng)度為22.6MPa,同時(shí)又測(cè)得同批混凝土水飽后的抗壓強(qiáng)度為21.5 MPa,干燥狀態(tài)測(cè)得抗壓強(qiáng)度為24.5 MPa,

14、該混凝土的軟化系數(shù)為( ).A.0.96 B.0.92 C.0.13 D.0.882.材料的抗?jié)B性指材料抵抗( )滲透的性質(zhì).A.水 B.潮氣 C.壓力水 D.飽和水3.有一塊磚重2625g,其含水率為5%,該濕磚所含水量為( ). A.131.25g B.129.76 C.130.34 D.1254.材料的耐水性指材料( )而不破壞,其強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì). A.在水作用下 B.在壓力水作用下 C.長(zhǎng)期有飽和水作用下 D.長(zhǎng)期在濕氣作用下5.材料吸水后,將使材料的( )提高. A.耐久性 B.強(qiáng)度及導(dǎo)熱系數(shù) C.密度 D.表觀(guān)密度和導(dǎo)熱系數(shù)6.通常材料的軟化系數(shù)為( )時(shí),可以認(rèn)為是耐水

15、材料. A.0.95 B. 0.85 C. 0.757.含水率為5%的砂220kg,將其干燥后重量是( )kg. A.209 B.209.52 C.2108.材質(zhì)相同的A、B兩種材料,已知表觀(guān)密度AB, 則A材料的保溫效果比B材料( ). A.好 B.差 C.差不多 D.不好判斷9.9.材料按其化學(xué)組成可以分為哪幾種？材料按其化學(xué)組成可以分為哪幾種？A.無(wú)機(jī)材料，有機(jī)材料；B.金屬材料，非金屬材料；C.植物材料，高分子材料，瀝青材料，金屬材料；D.無(wú)機(jī)材料，有機(jī)材料，復(fù)合材料。10.10.涂料屬于以下哪一種材料？涂料屬于以下哪一種材料？A.非金屬材料 B.無(wú)機(jī)材料 C.高分子材料 D.復(fù)合材料

16、11.11.某棟普通樓房建筑造價(jià)為某棟普通樓房建筑造價(jià)為10001000萬(wàn)元，據(jù)此萬(wàn)元，據(jù)此估計(jì)建筑材料費(fèi)用大約為下列哪能一項(xiàng)？估計(jì)建筑材料費(fèi)用大約為下列哪能一項(xiàng)？A.250萬(wàn)元 B.350萬(wàn)元 C.450萬(wàn)元 D.500600萬(wàn)元12. 12. 基本建設(shè)所用的基本建設(shè)所用的“三大建筑材料三大建筑材料”通常指（）通常指（）A.鋼材、砂石、木材； B.水泥、鋼材、木材；C.水泥、金屬、塑料； D.石材、鋼材、木材13.13.建筑材料標(biāo)準(zhǔn)按等級(jí)分為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、中國(guó)國(guó)家建筑材料標(biāo)準(zhǔn)按等級(jí)分為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等，指出下列哪一組常用標(biāo)準(zhǔn)編碼符號(hào)全部標(biāo)準(zhǔn)等，指出下列哪一組常用標(biāo)準(zhǔn)編碼符號(hào)全部正確？正確

17、？A.ISO（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)）、ASTM（澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)）、GB（中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）；B.ISO（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)）、ASTM（美國(guó)材料試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)）、GB（中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)）；C.ISO（意大利標(biāo)準(zhǔn)）、ASTM（美國(guó)材料試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)）、GB（德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)）；D.ISO（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)）、ASTM（俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)）、 GB（英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)）14.14.在測(cè)定燒結(jié)普通磚的密度時(shí)，需測(cè)其體積，在測(cè)定燒結(jié)普通磚的密度時(shí)，需測(cè)其體積，具體方法是（具體方法是（ ）。）。A.磨成細(xì)粉、烘干后用密度瓶測(cè)定其體積；B.度量尺寸、計(jì)算其體積；C.破碎后放在廣口瓶中浸水飽和測(cè)定其體積；D.破碎后放在一定容積的容器中測(cè)定其體積。15.15.在測(cè)定有孔材料的密度時(shí)，應(yīng)

18、把材料按下在測(cè)定有孔材料的密度時(shí)，應(yīng)把材料按下列哪種方法加工、干燥后用比重瓶測(cè)定其體積？列哪種方法加工、干燥后用比重瓶測(cè)定其體積？A.加工成比重瓶形狀；B.磨成細(xì)粉；C.研碎成顆粒物； D.制成正方形16.16.下列四組是常用幾種建筑材料按表觀(guān)密度或下列四組是常用幾種建筑材料按表觀(guān)密度或堆積密度數(shù)值由小至大的排列，哪一組錯(cuò)誤？堆積密度數(shù)值由小至大的排列，哪一組錯(cuò)誤？A.水泥、燒結(jié)普通磚、普通混凝土、鋼材；B.木材、水泥、砂、普通混凝土；C.木材、燒結(jié)普通磚、水泥、石灰?guī)r；D.水泥、燒結(jié)普通磚、石灰?guī)r、鋼材。17.17.赤腳走在木地板上或混凝土地面上，會(huì)感覺(jué)赤腳走在木地板上或混凝土地面上，會(huì)感覺(jué)在混凝土地面上非常涼，這是因?yàn)榛炷恋脑诨炷恋孛嫔戏浅?，這是因?yàn)榛炷恋模?）較大的緣故。）較大的緣故。 A.體積密度； B.比熱； C.導(dǎo)熱系數(shù)； D.蓄熱系數(shù)18.18.選用墻體材料時(shí)，為使室內(nèi)能夠盡可能冬暖選用墻體材料時(shí)，為使室內(nèi)能夠盡可能冬暖夏涼，應(yīng)選用（夏涼，應(yīng)選用（ ）的材料。）的材料。A.導(dǎo)熱系數(shù)小，比熱值大；B.導(dǎo)熱系