土木工程材料-緒論及第1章-土木工程材料的基本性質(zhì).ppt

1、土木工程材料,土木工程泛指建筑工程、道路橋梁工程、水利工程等建設(shè)性工程。 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。他是一切建筑工程的物質(zhì)基礎(chǔ)，建筑材料的質(zhì)量直接影響著建筑結(jié)構(gòu)物的質(zhì)量優(yōu)劣，因此，正確選擇和合理使用建筑材料，對建筑結(jié)構(gòu)物的安全、適用、美觀、耐久及經(jīng)濟有著重大的意義。,緒 論,一.土木工程材料的發(fā)展簡史,天然材料（土、石、竹、木、冰雪）,石灰、磚瓦、陶瓷、玻璃 水泥（ 1824年，英國的阿斯普丁取得了波特蘭水泥的專利權(quán)。1886年，美國首先開始用回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)波特蘭水泥。）,混凝土（ 1850年法國人朗波制造了第一只鋼筋混凝土小船 ，并獲得鋼筋混凝土專利 。1872年在

2、紐約出現(xiàn)了第一所鋼筋混凝土房屋，經(jīng)進一步發(fā)展，出現(xiàn)了預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。） 鋼材（1860年前后，相繼發(fā)明了制鋼的轉(zhuǎn)爐與平爐，隨后確立了鋼材的熱軋技術(shù)。 1889年建造了法國的埃菲爾鐵塔。） 化學建材,三.土木工程材料的發(fā)展方向,輕質(zhì)、高強、耐久性好,原材料 最大限度節(jié)約有限資源，充分利用再生資源和工農(nóng)業(yè)廢料，可持續(xù)地發(fā)展建材行業(yè) 生產(chǎn)工藝 采用先進技術(shù)，改造或淘汰陳舊設(shè)備，降低原材料和能源消耗，減少環(huán)境污染 產(chǎn)品形式 積極發(fā)展預(yù)制技術(shù)，提高構(gòu)件化、單元化水平,二.土木工程材料的分類,取土挖出一個大泥塘,制磚企業(yè)取土后留下的大坑,四.常用標準代號 我國的四級標準: 國家標準GB，如GB 175-

3、2007通用硅酸鹽水泥 (取代GB 175-1999硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、GB1344-1999和GB12958-1999) 行業(yè)標準，如JC/T 479-92建筑生石灰 地方標準 企業(yè)標準QB 國際和國外標準,第1章 土木工程材料的基本性質(zhì),1.2 材料的基本物理性質(zhì),1.2.1 材料的密度 、近似密度、表觀密度與堆積密度,1. 密度,材料在絕對密實狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量,=m/V g/cm3,什么是絕對密實狀態(tài)？,怎么測材料的絕對密度？,2.近似密度,砂、石等材料在排除開口孔體積的情況下，單位體積的質(zhì)量,a=m/Va g/cm3,Va=V+V閉,怎么測材料的近似密度？,3.表觀密度,

4、材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量,0=m/V0 kg/m3,V0=V+V孔,=V+V開+V閉,注意！當材料內(nèi)部孔隙含水時，其質(zhì)量和體積均將變化，故測定材料的表觀密度時，應(yīng)注意其含水情況。,干表觀密度,= Va +V開,4.堆積密度,粉狀或粒狀材料在堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量,0=m/V0 kg/m3,V 0= V 0 +V空,= Va +V開+V空,= V +V孔+V空,1.2.2 材料的密實度與孔隙率 1.密實度 材料的體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實的程度 2.孔隙率 材料的體積內(nèi)，孔隙體積所占的比例 D+P=1,1.2.3 材料的填充率與空隙率 1.填充率 某堆積體積中, 被散粒材料的顆粒所填充的程

5、度 2.空隙率 某堆積體積中，散粒材料顆粒之間的空隙體積所占的比例 D+p=1,習題： 1.有卵石經(jīng)洗凈烘干后稱1000g，將其浸水飽和后用布擦干表面，稱得其質(zhì)量為1005g。再裝入盛滿水，連蓋共重1840g的廣口瓶內(nèi)，然后稱得總重為2475g。問上述條件可求出哪些密度？各是多少？ 2.一塊普通粘土磚尺寸為240*115*53mm，烘干后質(zhì)量為2420g，吸水飽和后為2640g，將其烘干磨細后取50g用李氏瓶測其體積為19.2cm3，求該磚的開口孔隙率及閉口孔隙率。,解答： 1. V開=(1005-1000)/1=5cm3 V0=(1005+1840-2475)/1=370cm3 Va = V

6、0 - V開= 370-5=365cm3 0 =m/V0 = 1000/370=2.70g/cm3 a =m/Va=1000/365=2.74 g/cm3,2. V0=24*11.5*5.3=1462.8 cm3 =m/v=50/19.2=2.6 g/cm3 V開=(2640-2420)/1=220 cm3 P開= V開/ V0*100 %=15.4% V=m/ =2420/2.6=930.8 cm3 V閉= V0 - V- V開=312 cm3 P閉= V閉/ V0*100 %=21.3%,1.2.4 材料與水相關(guān)的性質(zhì) 1.材料的親水性與憎水性,潤濕角（a）親水性材料 90 （c）憎水性材

7、料 90,2.材料的吸水性與吸濕性 吸水性-材料與水接觸吸收水分的性質(zhì) 吸濕性-材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì),吸水率-最大含水率 孔隙特征對材料的吸水性和吸濕性的影響 平衡含水率 3.材料的耐水性-材料抵抗水的破壞作用的能力，用軟化系數(shù)K表示：,材料的軟化系數(shù)的范圍在01之間。 用于水中、潮濕環(huán)境中的重要結(jié)構(gòu)材料，必須選用軟化系數(shù)不低于（）0.85的材料； 用于受潮濕較輕或次要結(jié)構(gòu)的材料，則不宜小于0.700.85。 通常軟化系數(shù)大于等于0.85的材料稱為耐水材料。,1.3.2材料的強度 根據(jù)外力作用方式的不同，分為抗壓強度、抗拉強度、抗彎強度和抗剪強度。 影響材料強度的因素 1.3.3彈性與塑性 1.3.4脆性與韌性,1.4 材料的耐久性 材料的耐久性是材料在使用中，抵抗其自身和環(huán)境的長期破壞作用，保持其原有性能不破壞、不變質(zhì)的能力。 耐久性的內(nèi)容和破壞因素,補充：材料的導(dǎo)熱性能 材料的導(dǎo)熱性能用導(dǎo)熱系數(shù)（熱導(dǎo)率）表示， 越大，導(dǎo)熱性能越強，隔熱性能越差。熱導(dǎo)率小于0.23W/m.K的材料，可稱為絕熱材料。自然界導(dǎo)熱系數(shù)最小，即隔熱性能最好的物質(zhì)是密閉空氣。 熱的傳遞方式：傳導(dǎo)、對流和輻射。,熱容量是指材料受熱時吸