土木工程材料（第三版）課件 楊長輝 0緒論、01土木工程材料的基本性質(zhì)、02石材

土木工程材料

緒論

學(xué)習(xí)本課程的主要目的：了解常用土木工程材料的基本知識(shí)、基本性能，學(xué)會(huì)如何選擇與使用材料。掌握土木工程材料有關(guān)知識(shí)的重要性：合理選用材料，材盡其能，保證工程安全、實(shí)用、耐久并降低造價(jià)等

關(guān)于實(shí)驗(yàn)課關(guān)于考試什么叫土木工程?土木工程(CivilEngineering)泛指建筑工程(ConstructionalEngineering)、道路橋梁工程(Road&BridgeEngineering)、水利工程(irrigationWorks)等建設(shè)性工程。什么叫土木工程材料？土木工程中所使用的各種材料及制品，都統(tǒng)稱為土木工程材料（也稱為建筑材料）（按用途和應(yīng)用領(lǐng)域來劃分的）(ConstructionMaterials,BuildingMaterials)。

材料與土木工程的關(guān)系（材料在土木工程中的作用）材料是土木工程的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。在土木工程中，材料費(fèi)用一般要占工程造價(jià)的50%-70%。在材料的選擇、生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)、保管、使用和檢驗(yàn)評(píng)定的各個(gè)環(huán)節(jié)中，任何環(huán)節(jié)的失誤都可能造成工程質(zhì)量缺陷，甚至是重大的質(zhì)量事故。

土木工程材料的發(fā)展歷史天然材料（遠(yuǎn)古時(shí)期）→磚、瓦（5000-3000年B.C.）→石灰、石膏（2500-1000年B.C.）→玻璃、青銅（2000年B.C.）→鐵（1400年B.C.）→鋼材、水泥、混凝土等（18世紀(jì)以來）→化學(xué)建材、新型功能材料、新型建筑裝飾材料（20世紀(jì)以來）→智能建材（未來……）材料的不斷發(fā)展推動(dòng)了社會(huì)物質(zhì)文明的發(fā)展水泥混凝土強(qiáng)度發(fā)展歷程年代強(qiáng)度等級(jí)20世紀(jì)50年代C2020世紀(jì)60年代C3020世紀(jì)70-80年代C6020世紀(jì)90年代C80本世紀(jì)C90、C100、C115各時(shí)期最高建筑的高度年份大廈名稱層數(shù)高度(m)備注1870紐約公正大廈7約251885芝加哥家庭保險(xiǎn)大廈—551902紐約大都會(huì)保險(xiǎn)大廈—871913紐約伍爾沃斯大廈—2411930紐約克萊斯勒大廈773191931紐約帝國大廈1023811973紐約世界貿(mào)易中心1104179.11被毀1974芝加哥西爾斯大廈1094421997馬來西亞吉隆坡石油大廈884502003中國臺(tái)北金融大廈101508含天線2007上海環(huán)球金融中心1014922010韓國仁川大廈1516102009阿聯(lián)酋比斯迪拜大廈160828——日本空中城市1000設(shè)想——上海仿生大廈3001250設(shè)想——日本X-SEED4004000設(shè)想東西塔金字塔雅典衛(wèi)城角斗場(chǎng)比薩斜塔喜馬拉雅山雪巴族人的小屋長城泰姬陵埃菲爾鐵塔巴黎圣母院紐約帝國大廈世貿(mào)中心東方明珠臺(tái)北101大廈

迪拜塔中央電視臺(tái)主樓

一號(hào)塔樓51層，

二號(hào)塔樓44層，

總建筑面積約為

38萬平方米，

高159m。

工程采用了世界

罕見的大懸臂結(jié)構(gòu)，最大懸臂長

度達(dá)75.165m，

懸臂結(jié)構(gòu)平均高

度56米，施工難度極大。

鳥巢都江堰水利工程二灘水電站三峽大壩修建中的三峽工程重慶鵝公巖大橋重慶李家沱大橋重慶朝天門大橋菜園壩大橋

重大工程事故掠影?。。?012.8.24哈爾濱陽明灘大橋引橋垮塌1999年1月4日重慶市綦江縣城區(qū)一座步行橋（彩虹橋）突然整體垮塌，共造成40人死亡。垮塌原因——工程質(zhì)量問題土木工程對(duì)材料的基本要求①必須具備足夠的強(qiáng)度(strength)，能夠安全地承受設(shè)計(jì)荷載；②輕質(zhì)(lightweight)。材料自身的質(zhì)量以輕為宜(即表觀密度較小)，以減輕下部結(jié)構(gòu)和地基的負(fù)荷；③具有與使用環(huán)境相適應(yīng)的耐久性(durability)，以減少維修費(fèi)用；④美觀(beautiful)。用于裝飾的材料，應(yīng)能美化建筑，產(chǎn)生一定的藝術(shù)效果；⑤多功能(multi-function)。用于特殊部位的材料，應(yīng)具有相應(yīng)的特殊功能，例如屋面材料能隔熱、防水，樓板和內(nèi)墻材料能隔聲等。土木工程材料的分類按化學(xué)成分分類按材料在建筑物或構(gòu)筑物中的功能分類按材料的使用部位分類按化學(xué)成分分類土木工程材料無機(jī)材料金屬材料非金屬材料黑色金屬：鋼、鐵、不銹鋼等有色金屬：鋁、銅等及其合金天然石材：砂、石及石材制品等燒土制品：磚、瓦、玻璃等膠凝材料：石灰、石膏、水泥、水玻璃等混凝土及硅酸鹽制品：混凝土、砂漿及硅酸鹽制品有機(jī)材料植物材料：木材、竹材等瀝青材料：石油瀝青、煤瀝青、瀝青制品高分子材料：塑料、涂料、膠粘劑等復(fù)合材料無機(jī)非金屬材料與有機(jī)材料復(fù)合：玻璃鋼、聚合物混凝土、瀝青混合料等金屬材料與無機(jī)非金屬材料復(fù)合：鋼纖維混凝土等金屬材料與有機(jī)材料復(fù)合：輕質(zhì)金屬夾芯板無機(jī)非金屬材料的定義無機(jī)非金屬材料幾乎包括了除金屬材料、高分子材料之外的所有材料，主要有陶器、瓷器、磚、瓦、玻璃、搪瓷、膠凝材料（水泥、石灰和石膏等）、混凝土、耐火材料和天然礦物材料等傳統(tǒng)材料以及氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、復(fù)合陶瓷、微晶玻璃、光纖玻璃、MDF水泥、纖維增強(qiáng)混凝土等新型材料。無機(jī)非金屬材料的特點(diǎn)①比金屬的晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜；②沒有自由電子（金屬的自由電子密度高）；③具有比金屬鍵穩(wěn)定的共價(jià)鍵、離子鍵和混合鍵；④結(jié)晶化合物的熔點(diǎn)比許多金屬和有機(jī)高分子高；⑤硬度高，抗化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)；⑥絕大多數(shù)是絕緣體，高溫導(dǎo)電能力比金屬低；⑦光學(xué)性能優(yōu)良，制成薄膜時(shí)大多是透明的；⑧一般比金屬的導(dǎo)熱性低；⑨在大多數(shù)情況下觀察不到變形。金屬材料：黑色金屬、有色金屬

金屬材料的特點(diǎn)：（1）結(jié)合鍵為金屬鍵；（2）熔點(diǎn)高；（3）具有金屬光澤；（4）延性好、可加工性好；（5）強(qiáng)度高、韌性好；（6）導(dǎo)熱導(dǎo)電性好；（7）易被氧化。有機(jī)高分子材料：按使用性質(zhì)：橡膠、塑料、涂料、纖維等；按主鏈結(jié)構(gòu)：碳鏈、雜鏈、元素高聚物等；按熱學(xué)性質(zhì)：熱塑性、熱固性、熱穩(wěn)定性等。高分子材料基本性質(zhì)：（1）結(jié)合鍵主要是共價(jià)鍵，部分為范氏力；（2）分子量大，無明顯熔點(diǎn)；（3）有玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)，強(qiáng)度較高；（4）質(zhì)量輕；（5）絕緣性好；（6）化學(xué)穩(wěn)定性相對(duì)較好；（7）耐高溫性能差按材料在建筑物或構(gòu)筑物中的功能分類

承重材料、非承重材料、保溫隔熱材料、吸聲隔聲材料、防水材料、裝飾材料按材料的使用部位分類

結(jié)構(gòu)材料、墻體材料、屋面材料、地面材料、飾面材料及其他用途的材料土木工程材料的特點(diǎn)用量大：2011年中國水泥產(chǎn)量達(dá)20.6億噸商品混凝土總產(chǎn)量達(dá)到了14.2億立方米

種類多：100多類，2000多種使用年限長：50年，100年，永久土木工程材料的發(fā)展趨向①高性能(highperformance)。輕質(zhì)、高強(qiáng)、高耐久性、優(yōu)異裝飾性和多功能復(fù)合。②可持續(xù)(sustainablegrowth)。節(jié)約資源(resourcesaving)。充分利用地方材料，盡量少用天然資源，大量使用尾礦、廢渣、垃圾等廢棄物作為生產(chǎn)土木工程材料的資源，以及保護(hù)自然資源和維護(hù)生態(tài)環(huán)境的平衡。節(jié)約能源(energysaving)。采用低能耗、無環(huán)境污染的生產(chǎn)技術(shù)，優(yōu)先開發(fā)、生產(chǎn)低能耗的材料以及能降低建筑物使用能耗的節(jié)能型材料。健康(healthy)。材料生產(chǎn)中不得使用有損人體健康的添加劑和顏料，如甲醛、鉛、鎘、鉻及其化合物等。同時(shí)要開發(fā)對(duì)人體健康有益的材料功能，如抗菌、滅菌、除臭、除霉、防火、調(diào)溫、消磁、防輻射、抗靜電等。環(huán)保(environmentalprotection)。產(chǎn)品可再生循環(huán)和回收利用，無污染廢棄物以防止二次污染。土木工程材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的意義材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)——國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)三大類部門代號(hào)：GB、GB/T、GBJ、JGJ行業(yè)代號(hào)：JG、JT、JC、TB、SH、YB標(biāo)準(zhǔn)的表示方法：由產(chǎn)品名稱、部門代號(hào)、編號(hào)、批準(zhǔn)年份組成例如：塑性體改性防水卷材GB18243—2000第1章

土木工程材料的基本性質(zhì)第1章土木工程材料的基本性質(zhì)1.1材料的物理性質(zhì)(physicalproperties)1.1.1材料的密度、表觀密度與堆積密度(1)密度(density)近似密度（視密度）(apparentdensity)(2)表觀密度(apparentdensity)(3)堆積密度（散粒體）(bulkdensity)(forparticles)壓實(shí)密度（compacteddensity）1密實(shí)材料，如金屬材料、花崗巖等材料的內(nèi)部密實(shí)而沒有孔隙材料的密度－（1）密度材料的密度－（2）表觀密度2材料的內(nèi)部有許多孔隙孔隙材料，如磚頭、混凝土、木材等3內(nèi)部有孔隙材料的材料破碎成顆粒堆積在一起，如石子、砂礫等堆積材料顆粒的內(nèi)部有許多孔隙堆積材料顆粒之間存在許多空隙材料的密度－（3）堆積密度end第1章土木工程材料的基本性質(zhì)1.1.2材料的密實(shí)度與孔隙率(1)密實(shí)度(density)(2)孔隙率(porosity)第1章土木工程材料的基本性質(zhì)1.1.3材料的填充率與空隙率（散粒體）(1)填充率(fillingratio)(2)空隙率(voidsratio,voidcontent,voidvolume)表1.1常用材料的密度、表觀密度、堆積密度第1章土木工程材料的基本性質(zhì)1.1.4材料與水有關(guān)的性質(zhì)

(1)材料的親水性與憎水性親水性（被水潤濕θ

90°）(hydrophilicnature)憎水性（潤濕角θ>90°）(hydrophobicnature)(2)材料的吸水性與吸濕性吸水性(waterabsorptivity)吸水率(waterabsorption)吸濕性(hydroscopicnature)含水率(moisturecontent)(3)材料的耐水性(抗水性)(waterresistance)軟化系數(shù)(softeningcoefficient)第1章土木工程材料的基本性質(zhì)1.1.5材料的抗凍性與抗?jié)B性(1)抗凍性(frostresistance)水結(jié)冰時(shí)體積約增大9％，從而對(duì)孔隙產(chǎn)生壓力而使孔壁開裂。凍融循環(huán)(freezingandthawingcircle)抗凍等級(jí)(grade)D15(Dong)→F15(Freeze)(2)抗?jié)B性(impermeability)滲透系數(shù)(coefficientofpermeability)抗?jié)B等級(jí)

S(Shen)→P(Permeate)材料的抗凍性oC-20-1001020304050601.材料的內(nèi)部一般都充滿著孔隙，2.如果浸入水中，孔隙中便會(huì)吸水3.氣溫下降，孔隙中的水會(huì)結(jié)冰并膨脹4.氣溫上升，孔隙中的冰會(huì)逐漸融化5.經(jīng)過反復(fù)的浸水、冰凍、融化、干燥，材料的內(nèi)部逐漸出現(xiàn)裂縫，表面會(huì)逐漸脫落，使材料的強(qiáng)度逐漸損失，質(zhì)量變小。6.材料的質(zhì)量損失>5％，強(qiáng)度損失>25％時(shí)，凍融的循環(huán)次數(shù)為材料的抗凍等級(jí)end由于結(jié)冰產(chǎn)生的膨脹會(huì)導(dǎo)致材料的表面部分破裂，內(nèi)部產(chǎn)生裂紋。

第1章土木工程材料的基本性質(zhì)1.2材料的基本力學(xué)性質(zhì)1.2.1材料的強(qiáng)度(strength)(1)材料的抗壓、抗拉及抗剪強(qiáng)度(2)材料的抗彎強(qiáng)度表1.3常用材料的強(qiáng)度/MPa1.2.2材料的彈性與塑性1.2.3材料的脆性與韌性第1章土木工程材料的基本性質(zhì)1.3材料的熱工、聲學(xué)性質(zhì)及材料的耐久性1.3.1材料的熱工性質(zhì)(1)材料的導(dǎo)熱性（thermalconductivity)導(dǎo)熱系數(shù)影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的主要因素①材料的表觀密度②孔隙大小與構(gòu)造③濕度④溫度⑤熱流方向(2)材料的熱容量(heatcapacity)比熱容第1章土木工程材料的基本性質(zhì)(3)耐燃性（防失火）(flameresistance)

建筑物失火時(shí)，材料能經(jīng)受高溫與火的作用不破壞，強(qiáng)度不嚴(yán)重下降的性能。材料根據(jù)耐燃性可分為三大類：1)不燃燒類，如石材、混凝土、磚、石棉等；2)難燃燒類，如瀝青混凝土、經(jīng)防火處理的木材等；3)燃燒類，如木材、瀝青等。第1章土木工程材料的基本性質(zhì)(4)耐火性（耐高溫）（耐熱性）(fireresistance)

材料在長期高溫作用下，保持不熔性并能工作的性能。按耐火性高低可將材料分為以下3類：1)耐火材料，耐火度>15800C，如耐火磚中的硅磚、鎂磚、鋁轉(zhuǎn)、鉻磚等；2)難熔材料，耐火度13500C~15800C，如難熔粘土磚、耐火混凝土等；3)易熔材料，耐火度<13500C，如普通粘土磚。第1章土木工程材料的基本性質(zhì)1.3.2材料的聲學(xué)性質(zhì)(1)吸聲性(soundabsorption)吸聲系數(shù)(sound-absorptioncoefficient)(2)隔聲性(soundinsulation)

隔聲與吸聲不同隔聲量（R）第1章土木工程材料的基本性質(zhì)1.3.3材料的耐久性(durability)作用于材料的自然因素和有害介質(zhì)可概括為以下幾個(gè)方面：(1)物理作用,如干濕、冷熱、凍融變化等；(2)化學(xué)作用，如酸、鹽、堿等溶液的侵蝕。(3)生物作用，如蟲蛀、腐朽。第1章土木工程材料的基本性質(zhì)1.4材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造及其對(duì)材料性質(zhì)的影響1.4.1材料的組成(1)化學(xué)組成(chemicalcomposition)(2)礦物組成(mineralcomposition)(3)相組成(phases)第1章土木工程材料的基本性質(zhì)1.4.2材料的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造(structure&constitution)(1)宏觀結(jié)構(gòu)(＞10-3mm的尺度,macro-structure)

按孔隙特征可分為：1)致密結(jié)構(gòu)2)多孔結(jié)構(gòu)3)微孔結(jié)構(gòu)按存在狀態(tài)或構(gòu)造特征分為：1)堆聚結(jié)構(gòu)2)纖維結(jié)構(gòu)-3)層狀結(jié)構(gòu)4)散粒結(jié)構(gòu)(2)細(xì)觀結(jié)構(gòu)(亞微觀結(jié)構(gòu))(10-3~10-6mm尺度,submicro-)金屬材料的金相組織木材的木纖維混凝土內(nèi)的微裂縫等第1章土木工程材料的基本性質(zhì)(3)微觀結(jié)構(gòu)(10-6~10-10mm原子、分子尺度,micro-structure)1)晶體(crystal)①原子晶體(atomiccrystal)②離子晶體(ioniccrystal)③分子晶體(molecularcrystal)④金屬晶體(metalcrystal)2)玻璃體(glass)3)膠體(gel)第1章土木工程材料的基本性質(zhì)習(xí)題：(1)某石灰?guī)r的密度為2.62g/cm3，孔隙率1.2%。今將石灰?guī)r破碎成碎石，碎石的堆積密度為1580kg/m3。求此碎石的表觀密度和空隙率。(2)一塊燒結(jié)普通磚的外型尺寸為24011553，吸水飽和后重為2940g，烘干至恒重為2580g。今將該磚磨細(xì)并烘干后取50g,用李氏瓶測(cè)得其體積為18.58cm3。試求該磚的密度、表觀密度、孔隙率、質(zhì)量吸水率、開口孔隙率及閉口孔隙率。(3)某材料的體積吸水率為10%，密度為3,0g/cm3，絕干時(shí)的表觀密度為1500kg/m3。試求該材料的質(zhì)量吸水率、開口孔隙率及閉口孔隙率，并估計(jì)該材料的抗凍性如何？第1章土木工程材料的基本性質(zhì)思考題(1)當(dāng)某一建筑材料的孔隙率增大時(shí)，材料的密度、表觀密度、強(qiáng)度、吸水率、抗凍性及導(dǎo)熱性是下降、上升還是不變?(2)材料的密度、近似密度、表觀密度、堆積密度有何差別?(3)材料的孔隙率和空隙率的含義如何?如何測(cè)定?了解它們有何意義?(4)親水性材料與憎水性材料是怎樣區(qū)分的?舉例說明怎樣改變材料的親水性與憎水性?(5)普通粘土磚進(jìn)行抗壓實(shí)驗(yàn)，浸水飽和后的破壞荷載為183kN，干燥狀態(tài)的破壞荷載為207kN(受壓面積為115mm×l20mm)，問此磚是否宜用于建筑物中常與水接觸的部位?第1章土木工程材料的基本性質(zhì)(6)塑性材料和脆性材料在外力作用下，其變形性能有何區(qū)別?(7)材料的耐久性應(yīng)包括哪些內(nèi)容?(8)建筑物的屋面、外墻、基礎(chǔ)所使用的材料各應(yīng)具備哪些性質(zhì)?ENDOFTHISCHAPTER附錄材料的密度

材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。按下式計(jì)算：式中：ρ——密度，g／cm3；

m——材料在干燥狀態(tài)的質(zhì)量，g；

V——材料的絕對(duì)密實(shí)體積，cm3。

材料的表觀密度材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。按下式計(jì)算：式中：ρ0——表觀密度，kg／m3；

m——材料的質(zhì)量，kg；

V0——材料在自然狀態(tài)下的外形體積，m3。材料為散?；蚍蹱睿缟?、石子、水泥等，在堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。按下式計(jì)算：式中：——材料的堆積密度，kg／m3；

m——材料的質(zhì)量，kg；

——材料的自然(松散)堆積體積(包括材料顆粒體積和顆粒之間空隙的體積)，m3。材料的堆積密度材料的密實(shí)度材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度。按下式計(jì)算：材料的孔隙率材料體積內(nèi)，孔隙體積所占的比例。按下式計(jì)算：即：D＋P=1或密實(shí)度＋孔隙率=1。材料的填充率散粒材料堆積體積中，顆粒填充的程度。按下式計(jì)算：材料的空隙率

散粒材料堆積體積中，顆粒之間的空隙體積所占的比例。用下式計(jì)算：即：D’＋P’=1或填充率＋空隙率=1。材料的吸水率

材料在水中通過毛細(xì)孔隙吸收并保持水分的性質(zhì)，用吸水率表示，即式中：Wm——材料質(zhì)量吸水率，%；

m——材料干燥狀態(tài)下質(zhì)量，g；

m1——材料吸水飽和狀態(tài)下質(zhì)量，g。材料的含水率

材料在一定溫度和濕度下吸附水分的能力，用含水率表示，即式中：W含——材料質(zhì)量吸水率，%；

m含——材料含水時(shí)的質(zhì)量，g；

m——材料干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，g。材料的軟化系數(shù)(附動(dòng)畫)

材料抵抗水破壞作用的性質(zhì)稱為耐水性，用軟化系數(shù)表示，即式中：KP——材料的軟化系數(shù)；

fw——材料在吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度，MPa；

f——材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度，MPa。材料的滲透系數(shù)

材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性，用滲透系數(shù)表示，即式中：K——滲透系數(shù)，cm／h；

Q——透水量，cm3；

d——試件厚度，cm；

A——透水面積，cm2；

t——滲水時(shí)間，h；

H——靜水壓力水頭，cm。材料的抗?jié)B等級(jí)P=10H－1式中：P——抗?jié)B等級(jí)；

H——試件開始滲水時(shí)的水壓力，MPa。

S(Shen)→P(Permeate)材料的抗壓、抗拉及抗剪強(qiáng)度(compressive,tensileandshearstrength)材料的抗壓、抗拉及抗剪強(qiáng)度按下式計(jì)算：式中：f——材料的強(qiáng)度，MPa；

Fmax——破壞時(shí)最大荷載，N；

A——受力截面面積，mm2。材料的抗彎強(qiáng)度(bendingstrength)1)二分法。將條形試件放在兩支點(diǎn)上，中間作用一集中荷載，對(duì)矩形截面試件，則抗彎強(qiáng)度按下式計(jì)算：2)三分法。在跨度的三分點(diǎn)上作用兩個(gè)相等的集中荷載，則抗彎強(qiáng)度按下式計(jì)算：式中：fm——抗彎強(qiáng)度，MPa；

Fmax——彎曲破壞時(shí)最大荷載，N；

b、h——試件橫截面的寬及高，mm；

L——兩支點(diǎn)間的距離，mm。材料的彈性與塑性、脆性與韌性彈性：材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)取消外力后，變形能完全消失的性質(zhì)。(elasticity)塑性：材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)取消外力后，仍保持變形后的形狀，并不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)。(plasticity)脆性：材料在外力作用下，當(dāng)外力達(dá)到一定限度后，材料突然破壞，而破壞時(shí)無明顯的塑性變形的性質(zhì)。(brittleness,fragility)韌性：材料在沖擊、震動(dòng)荷載作用下，能夠吸收較大的能量，同時(shí)也能產(chǎn)生一定的變形而不破壞的性質(zhì)。(fracturetoughness)材料的導(dǎo)熱系數(shù)

(coefficientofthermalconduction)材料傳導(dǎo)熱量的性質(zhì)稱為導(dǎo)熱性，以導(dǎo)熱系數(shù)表示，即式中：λ——導(dǎo)熱系數(shù)，W／(m·K)；

Q——總傳熱量，J；

a——材料厚度，m；

A——熱傳導(dǎo)面積，m2；

t——熱傳導(dǎo)時(shí)間，h；

T2—T1——材料兩面溫度差，K?？蓪⒈臼脚c材料的滲透系數(shù)定義式比較理解和記憶材料的比熱容(specificheatcapacity)

材料受熱(或冷卻)時(shí)吸收(或放出)熱量的性質(zhì)稱為材料的熱容量，用比熱容表示，即式中：C——材料比熱容，J/(g·K)Q——材料吸收或放出的熱量，J；

m——材料的質(zhì)量，g；

T2—T1——材料受熱或冷卻前后溫差，K。材料的吸聲系數(shù)(acousticalcoefficient)

聲能穿透材料和被材料消耗的性質(zhì)稱為材料的吸聲性，評(píng)定材料的吸聲性能好壞的主要指標(biāo)稱為吸聲系數(shù)(α)，即式中：E——材料吸收的聲能；

E0——入射到材料表面的全部聲能。材料的吸聲特性與聲波的方向、頻率，以及材料的表觀密度、孔隙構(gòu)造、厚度等有關(guān)。化學(xué)組成指構(gòu)成材料的化學(xué)元素及化合物的種類和數(shù)量。如水泥化學(xué)組成：

SiO220~24%CaO62~67%Fe2O32.5~6.0%AL2O3

4~7%MgO<5%礦物組成將無機(jī)非金屬材料中具有特定的晶體結(jié)構(gòu)、特定的物理力學(xué)性能的組成結(jié)構(gòu)稱為礦物。礦物組成指構(gòu)成材料的礦物的種類和數(shù)量。如水泥的礦物組成：

3CaO.SiO237~60%2CaO.SiO215~37%3CaO.AL2O37~15%4CaO.AL2O3.Fe2O310~18%相組成材料中具有相同物理、化學(xué)性質(zhì)的均勻部分稱為相。自然界中的物質(zhì)可分為氣相、液相和固相。建筑材料大多數(shù)是復(fù)合相。8:26:40PMPage:95第2章天然石材8:26:40PMPage:96地殼物質(zhì)的組成與循環(huán)8:26:40PMPage:97巖石地殼物質(zhì)的組成與循環(huán)巖漿巖漿巖漿巖沉積巖變質(zhì)巖8:26:40PMPage:98地殼物質(zhì)的組成與循環(huán)一、巖漿巖巖漿AB8:26:40PMPage:99

觀察下面兩幅沉積巖圖片，能總結(jié)一下沉積巖的構(gòu)造特征嗎？地殼物質(zhì)的組成與循環(huán)二、沉積巖一、巖漿巖三、變質(zhì)巖8:26:40PMPage:100第2章天然石材2.1巖石的組成與分類2.1.1巖石的組成巖石是由礦物組成的，土木工程材料中最常見的造巖礦物有石英(quartz)、長石、云母、角閃石、輝石、橄欖石、方解石、白云石、菱鎂礦、石膏(gypsum)等。單礦巖：如白色大理石，由方解石或白云石組成多礦巖：如花崗巖，由長石、石英、云母及暗色礦物組成8:26:40PMPage:101第2章天然石材2.1.2巖石的分類（根據(jù)生成條件，按地質(zhì)分類法）(1)巖漿巖（火成巖，占地殼總量的89%）①深成巖：花崗巖、輝長巖、閃長巖特點(diǎn)：礦物全部結(jié)晶且晶粒較粗，呈塊狀結(jié)構(gòu)，構(gòu)造致密；具有抗壓強(qiáng)度高，吸水率小，表觀密度大，抗凍性、耐磨性、耐水性好。②噴出巖：玄武巖、輝綠巖、安山巖特點(diǎn)：大部分結(jié)晶不完全，多呈細(xì)小結(jié)晶（隱晶質(zhì)）或玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)。③火山巖：火山灰、浮石、火山凝灰?guī)r特點(diǎn)：表觀密度小，呈多孔玻璃質(zhì)結(jié)構(gòu)。8:26:40PMPage:102第2章天然石材(2)沉積巖(水成巖）①機(jī)械沉積巖：砂巖、頁巖、礫巖②化學(xué)沉積巖：石膏巖、菱鎂礦③生物沉積巖：石灰?guī)r（占地殼總量的5%，達(dá)地殼表面積的75%)、白堊、硅藻土特點(diǎn)：與巖漿巖比較，沉積巖表觀密度小，密實(shí)度差，吸水率較大，強(qiáng)度較低，耐久性較差。8:26:40PMPage:103第2章天然石材(3)變質(zhì)巖：大理巖、石英巖、片麻巖

在地層的溫度或壓力作用下，原巖石在固體狀態(tài)發(fā)生變質(zhì)作用而形成新的巖石。如石灰?guī)r變質(zhì)形成大理巖；砂巖變質(zhì)形成石英巖；花崗巖變質(zhì)形成片麻巖。特點(diǎn)：不僅是巖石的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造發(fā)生改變，甚至生成新的礦物，性能有很大變化。8:26:40PMPage:104地殼物質(zhì)的組成與循環(huán)巖石巖漿巖花崗巖玄武巖沉積巖礫巖砂巖頁巖石灰?guī)r變質(zhì)巖大理巖板巖用箭頭來表示類別關(guān)系8:26:40PMPage:105第2章天然石材2.2土木工程中常用的巖石及其加工類型2.2.1土木工程中常用的巖石(1)花崗巖(granite)

花崗石建筑板材(2)玄武巖(basalt)(3)石灰?guī)r(limestone)(4)砂巖(sandstone)(5)大理巖(marble)

大理石建筑板材(6)石英巖(quartz)(7)片麻巖(gneiss)8:26:40PMPage:1068:26:40PMPage:1078:26:40PMPage:1088:26:40PMPage:109玄武巖的形成

8:26:40PMPage:110玄武