土木工程材料-绪论及第1章-土木工程材料的基本性质.ppt

1、土木工程材料,土木工程泛指建筑工程、道路桥梁工程、水利工程等建设性工程。 土木工程中所使用的各种材料及制品，都统称为土木工程材料。他是一切建筑工程的物质基础，建筑材料的质量直接影响着建筑结构物的质量优劣，因此，正确选择和合理使用建筑材料，对建筑结构物的安全、适用、美观、耐久及经济有着重大的意义。,绪 论,一.土木工程材料的发展简史,天然材料（土、石、竹、木、冰雪）,石灰、砖瓦、陶瓷、玻璃 水泥（ 1824年，英国的阿斯普丁取得了波特兰水泥的专利权。1886年，美国首先开始用回转窑生产波特兰水泥。）,混凝土（ 1850年法国人朗波制造了第一只钢筋混凝土小船 ，并获得钢筋混凝土专利 。1872年在

2、纽约出现了第一所钢筋混凝土房屋，经进一步发展，出现了预应力混凝土结构。） 钢材（1860年前后，相继发明了制钢的转炉与平炉，随后确立了钢材的热轧技术。 1889年建造了法国的埃菲尔铁塔。） 化学建材,三.土木工程材料的发展方向,轻质、高强、耐久性好,原材料 最大限度节约有限资源，充分利用再生资源和工农业废料，可持续地发展建材行业 生产工艺 采用先进技术，改造或淘汰陈旧设备，降低原材料和能源消耗，减少环境污染 产品形式 积极发展预制技术，提高构件化、单元化水平,二.土木工程材料的分类,取土挖出一个大泥塘,制砖企业取土后留下的大坑,四.常用标准代号 我国的四级标准: 国家标准GB，如GB 175-

3、2007通用硅酸盐水泥 (取代GB 175-1999硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、GB1344-1999和GB12958-1999) 行业标准，如JC/T 479-92建筑生石灰 地方标准 企业标准QB 国际和国外标准,第1章 土木工程材料的基本性质,1.2 材料的基本物理性质,1.2.1 材料的密度 、近似密度、表观密度与堆积密度,1. 密度,材料在绝对密实状态下，单位体积的质量,=m/V g/cm3,什么是绝对密实状态？,怎么测材料的绝对密度？,2.近似密度,砂、石等材料在排除开口孔体积的情况下，单位体积的质量,a=m/Va g/cm3,Va=V+V闭,怎么测材料的近似密度？,3.表观密度,

4、材料在自然状态下，单位体积的质量,0=m/V0 kg/m3,V0=V+V孔,=V+V开+V闭,注意！当材料内部孔隙含水时，其质量和体积均将变化，故测定材料的表观密度时，应注意其含水情况。,干表观密度,= Va +V开,4.堆积密度,粉状或粒状材料在堆积状态下，单位体积的质量,0=m/V0 kg/m3,V 0= V 0 +V空,= Va +V开+V空,= V +V孔+V空,1.2.2 材料的密实度与孔隙率 1.密实度 材料的体积内被固体物质充实的程度 2.孔隙率 材料的体积内，孔隙体积所占的比例 D+P=1,1.2.3 材料的填充率与空隙率 1.填充率 某堆积体积中, 被散粒材料的颗粒所填充的程

5、度 2.空隙率 某堆积体积中，散粒材料颗粒之间的空隙体积所占的比例 D+p=1,习题： 1.有卵石经洗净烘干后称1000g，将其浸水饱和后用布擦干表面，称得其质量为1005g。再装入盛满水，连盖共重1840g的广口瓶内，然后称得总重为2475g。问上述条件可求出哪些密度？各是多少？ 2.一块普通粘土砖尺寸为240*115*53mm，烘干后质量为2420g，吸水饱和后为2640g，将其烘干磨细后取50g用李氏瓶测其体积为19.2cm3，求该砖的开口孔隙率及闭口孔隙率。,解答： 1. V开=(1005-1000)/1=5cm3 V0=(1005+1840-2475)/1=370cm3 Va = V

6、0 - V开= 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开=(2640-2420)/1=220 cm3 P开= V开/ V0*100 %=15.4% V=m/ =2420/2.6=930.8 cm3 V闭= V0 - V- V开=312 cm3 P闭= V闭/ V0*100 %=21.3%,1.2.4 材料与水相关的性质 1.材料的亲水性与憎水性,润湿角（a）亲水性材料 90 （c）憎水性材

7、料 90,2.材料的吸水性与吸湿性 吸水性-材料与水接触吸收水分的性质 吸湿性-材料在潮湿空气中吸收水分的性质,吸水率-最大含水率 孔隙特征对材料的吸水性和吸湿性的影响 平衡含水率 3.材料的耐水性-材料抵抗水的破坏作用的能力，用软化系数K表示：,材料的软化系数的范围在01之间。 用于水中、潮湿环境中的重要结构材料，必须选用软化系数不低于（）0.85的材料； 用于受潮湿较轻或次要结构的材料，则不宜小于0.700.85。 通常软化系数大于等于0.85的材料称为耐水材料。,1.3.2材料的强度 根据外力作用方式的不同，分为抗压强度、抗拉强度、抗弯强度和抗剪强度。 影响材料强度的因素 1.3.3弹性与塑性 1.3.4脆性与韧性,1.4 材料的耐久性 材料的耐久性是材料在使用中，抵抗其自身和环境的长期破坏作用，保持其原有性能不破坏、不变质的能力。 耐久性的内容和破坏因素,补充：材料的导热性能 材料的导热性能用导热系数（热导率）表示， 越大，导热性能越强，隔热性能越差。热导率小于0.23W/m.K的材料，可称为绝热材料。自然界导热系数最小，即隔热性能最好的物质是密闭空气。 热的传递方式：传导、对流和辐射。,热容量是指材料受热时吸