土木工程材料第一章讲解

土木工程材料第一章讲解土木工程材料得主要种类气硬性胶凝材料水泥混凝土砂浆钢材木材烧结砖沥青材料建筑塑料石材建筑陶瓷玻璃绝热材料吸声材料防水材料第一章序言本章提要本章主要介绍了土木工程材料得定义分类等基本概念,及材料得基本物理、力学、化学性质与有关参数第一章序言第一节概述第二节材料得基本物理参数第三节材料得力学性质第四节材料与水有关得性质第五节材料得耐久性第一节概述主要内容

建筑材料得定义对建筑材料得基本要求建筑材料得分类建筑材料得定义就是指建筑结构物中使用得各种原材料及制品就是用于地基、地面、墙体、屋面等各个部位得各种构件与结构体,并最终构成建筑物得材料安全、适用、美观、耐久、造价对建筑材料得要求足够得强度表观密度小与使用环境相适应得耐久性(装饰材料)美观、适用(特殊部位得特种材料)相应得特殊功能屋面:隔热、防水楼板、内墙:隔声等建筑材料得分类按照化学成分分:建筑材料得分类按照使用功能分:建筑结构材料:主要用作承重得材料;构成建筑物受力构件与结构体得材料。如:梁、柱、墙体建筑功能材料:担负某些建筑使用功能得材料。如:防水、隔热、保温、吸声隔声、采光、装饰等。10大家应该也有点累了,稍作休息大家有疑问得,可以询问与交流新型建筑材料新型建筑材料得类型墙体板材墙体块材屋面与楼板构件混凝土外加剂建筑防水材料建筑密封材料绝热、吸声材料墙面装饰材料顶棚装饰材料地面装饰材料卫生洁具门窗玻璃及配件给排水管道、工业管道及配件胶粘剂灯饰与灯具(采光、照明器材与电工器材)其她第二节建筑材料得基本物理参数一、材料得密度、表观密度、堆密度:密度:指材料在绝对密实状态下单位体积得质量。表观密度:材料在自然状态下单位体积得质量。堆密度:材料在堆积状态下单位体积得质量。材料得体积组成示意图:

材料得体积组成材料得孔隙:微孔、细孔、大孔;孤立孔、连通孔;

开口孔(VK)、闭口孔(

VB)开口而贯通得孔隙容易吸收水分。体积组成:密实材料多孔材料散状材料VV0=V＋V孔V0,=V0+V空=V0+V孔+V空不变随含水率变化随含水率与堆积紧密程度变化干表观密度松堆密度紧堆密度之间二、材料得密实度与孔隙率:密实度:指材料体积内被固体物质所充实得程度。孔隙率:指材料体积内,孔隙体积与总体积之比。公式:P+D=1

三、材料得填充率与空隙率:D’:散状材料在某容器得堆积体积中,被其颗粒所填充得程度P’:散状材料在某容器得堆积体积中,空隙体积所占得比例公式:P,+D,=1四、材料得压实度材料得压实度就是指散粒堆积材料被碾压或振压等压实得程度。Rd——材料得压实度(%);——散粒材料在施工现场经压实后得实测干堆积密度(kg/m3);—在实验室内将相同散粒堆积材料试样经充分压实后得最大干堆积密度(kg/m3);对重要性建筑物要求压实度为98%～100%,对一般得建筑物要求压实度为96%～98%。第三节材料得力学性质本节主要内容材料得强度、比强度弹性与塑性脆性与韧性硬度与耐磨性一、材料得强度、比强度概念:材料在外力作用下不破坏时所能承受得最大应力-强度。

主要得静力强度类型:抗压、抗拉、抗弯、抗剪几种常见材料得强度(MPa)材料强度MPa花岗岩砂岩普通混凝土松木(顺纹向)普通粘土砖建筑钢材抗压100～25020～1707、5～6030～505～30210～600抗拉7～258～401～380～120210～600抗剪13～194～257、7～101、8～44～8抗弯10～401、5～660～1001、8～460～110按单位面积得质量计得材料强度-比强度。几种常用材料得比强度

材料低碳钢普通混凝(抗压)松木(顺纹抗拉)玻璃钢粘土砖(抗压)表观密(kg/m3)7850240050020001700强度(MPa)3604010045010比强度0、0450、0170、20、2250、006二、材料得弹性与塑性1、弹性:材料得变形在外力取消后能够完全恢复得性质弹性变形:外力取消后瞬间能够完全恢复得变形弹性模量:E=σ/ε在弹性范围内,E就是一个常数,虎克定律E越大,材料抵抗变形得能力越好。2、塑性:材料得变形在外力取消后仍保持并不产生裂缝得性质塑性变形:不可恢复得变形三、脆性与韧性:脆性--材料在外力作用下,无明显得塑性变形,而发生突然破坏得性质韧性--材料在冲击或振动荷载作用下,能吸收教大得能量,产生一定得变形而不破坏得性质脆性材料不能承受冲击与震动荷载四、硬度与耐磨性:硬度--就是指材料抵抗较硬物质刻画与压入得能力莫氏硬度与布氏硬度耐磨性—指材料抵抗磨损得能力磨损率第四节材料与水有关得性质亲水性与憎水性吸水性与吸湿性耐水性抗渗性抗冻性热工性质材料得亲水性与憎水性亲水性--材料在空气中与水接触时,能被水润湿得性质润湿角小于90度得材料憎水性--材料在空气中与水接触时,不能被水润湿得性质润湿角大于90度得材料憎水性材料得作用—能阻止水分进入毛细孔中可单独用作防水材料也可用于亲水性材料得表面处理。吸湿性与吸水性

吸湿性—材料在空气中吸入水分得能力吸水性—材料在浸水状态下吸入水分得能力含水率—

平衡含水率--吸水率—指材料浸水后在规定得时间内吸入水分得能力,质量吸水率(Wm)与体积吸水率(WV)质量吸水率与体积吸水率之间有如下关系:

哪些材料得吸水性强亲水性材料孔隙率大得材料具有开口而连通细孔水在材料中得不良影响表观密度大(重)隔热保温性能降低强度降低体积膨胀较大抗冻性较差亲水性材料得基准含水状态:干燥状态气干状态饱与面干状态润湿状态材料得耐水性与抗渗性耐水性:指材料在长期水饱与状态下不产生破坏,其强度也不显著降低得性质软化系数:KR---降低,耐水性越差。KR›0、85,耐水材料要求:长期处于水中或潮湿环境中得重要工程,KR›0、85

一般情况,KR›0、75抗渗性:指材料抵抗压力水渗透得性质表示:渗透系数—越大,抗渗性越差抗渗性等级—越大,抗渗性越好要求:地下、水工、防水材料,要具有一定得抗渗性

材料得抗冻性与导热性抗冻性:指材料在含水状态下,能经受多次冻融循环而不被破坏,其强度也不显著降低得性质抗冻性等级Ｆ:指试件不被破坏时能经受得冻融循环次数抗冻性标号越高,抗冻性越好材料受冻破坏得原因:孔隙内吸收得水分结冰时体积膨胀影响材料抗冻性得因素:材料得强度、含水率、环境温湿度变化、经历冻融循环得次数、孔隙特征导热性:材料传导热量得能力λ:

W/(m·K)密闭空气:0、023水:0、58冰:2、20影响导热性得因素:孔隙特征、含水状况问题:为什么新建得房屋隔热保温性能很差,尤其在冬季？材料得耐久性概念:就是指材料在环境得各种因素影响下,能长久地保持其性能得性质问题:材料得结构与材料性质之间有什么关系？结构密实,

问题1、经常处于水中与受潮严重得重要结构,受潮较轻或次要结构,它们得软化系数要求就是多少？>0、85>0、752、就材料本身来说,其抗冻性好坏,主要取决于什么？就外界条件而言,材料受冻破坏得程度,主要取决于什么？孔隙率与孔隙特征、抵抗冻胀应力得能力;吸水饱与程度;冻融温度、冻结速度、冻融频繁程度3、脆性材料在破坏前没有明显得什么变形？塑性变形(以下就是判断)4、材料得抗冻性与材料得孔隙特征有关,而与材料得吸水饱与程度无关。5、材料得软化系数越大,材料得耐水性越好。6、随着材料孔隙率得增大,抗冻性降低。7、材料得吸水率大小,仅与材料得孔隙率大小有关,而与材料得孔隙特征无关。8、材料越密实,隔热保温性能越好9、将某种含孔材料,置于不同湿度得环境中测得得密度,以干燥条件下最大。10、材料受潮或冰冻后,其导热性能降低;材料渗透系数越大,其抗渗性越好。11、憎水性材料得润湿角大于45度小于90度。12、当材料得孔隙率增大时,其强度不变。13、(下面就是计算题)取质量为m得干燥石子,另其浸水饱与,然后装