最新土木工程材料1PPT课件.ppt

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1、石材、石灰砂浆材料是构成土木工程建筑物的物质基础。直接关系建筑物的安全性、功能性以及使用寿命和经济成本。一般来说，材料的性质可分为四个方面：(1)(1)物理性质物理性质 包括表示材料物理状态特征及与各种物理过程有关的性质。(2)(2)力学性质力学性质 指材料在应力作用下,有关抵抗破坏和变形的能力的性质。(3)(3)化学性质化学性质 指材料发生化学变化的能力及抵抗化学腐蚀的稳定性。(4)(4)耐久性耐久性 指材料在使用过程中能长久保持其原有性质的能力。氧原子 硅原子水泥凝胶体AB化学组成相同，微观结构不同的两种熟料 AB大理岩的致密表面 加气混加气混凝土砌凝土砌块的多块的多孔构造孔构造 竹的纤维

2、构造胶合板的层状构造 陶粒的粒状构造大理石的纹理结构空隙空隙孔隙孔隙材料的内部密实而没有孔隙材料的内部有许多孔隙堆积材料颗粒之间存在许多空隙堆积材料颗粒的内部有许多孔隙孔隙特征孔隙特征( (构造构造):):孔隙率孔隙率开口孔与闭口孔开口孔与闭口孔孔的大小孔的大小1.3.1 孔隙分类孔隙分类1.3.2 孔隙对材料性质的影响孔隙对材料性质的影响1.3.3 材料内部孔隙的来源与产生材料内部孔隙的来源与产生第第2 2节节 材料的物理性质材料的物理性质一、一、与质量和体积有关的性质与质量和体积有关的性质二、二、与水有关的性质与水有关的性质三、三、与热有关的性质与热有关的性质任何材料均有质量和体积，材料根

3、据形状可分为：块状材料，如：砖、石块、混凝土散状材料，如：水泥、砂、石子等第第2 2节节 材料的物理性质材料的物理性质一、与质量和体积有关的性质一、与质量和体积有关的性质常压下吸不到水，但当水压力较大时，水可通过材料内部的毛细通道进入其中。可见，材料的质量是相对确定的，但体积有多种，因而出现了以下几种密度。1. 1.密度密度第一节第一节 材料的物理性质材料的物理性质一、与质量和体积有关的性质一、与质量和体积有关的性质(1)定义：密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。(2)计算公式：(3)测定方法：磨细、烘干、称量、排水法测体积。（g/cm3）m=V2.2.视密度视密度第一节第一节 材料的

4、物理性质材料的物理性质一、与质量和体积有关的性质一、与质量和体积有关的性质(1)定义：包括闭口孔隙在内的单位体积的质量。(2)计算公式：(3)适用范围及测定方法：已经是粒状的材料，如：砂、石子、水泥等,不再磨细，直接用排水法测定其体积。（g/cm3）3.3.体积密度体积密度第一节第一节 材料的物理性质材料的物理性质一、与质量和体积有关的性质一、与质量和体积有关的性质(1)定义：自然状态下单位体积的质量。(2)计算公式：(3)测定方法：规则材料,测量外形尺寸，计算体积;不规则材料表面封蜡，排水法测体积。（kg/m3或g/cm3）4.4.堆积密度堆积密度第一节第一节 材料的物理性质材料的物理性质一

5、、与质量和体积有关的性质一、与质量和体积有关的性质(1)定义：散粒状或粉状材料，在自然堆积状态下单位体积的质量。(2)计算公式：(3)测定方法：有松散法和紧堆法。（kg/m3）反映反映块状材料密实程度块状材料密实程度的二个指标：的二个指标：第一节第一节 材料的物理性质材料的物理性质一、与质量和体积有关的性质一、与质量和体积有关的性质5.5.密实度密实度D6.6.孔隙率孔隙率P显然，显然，D+P=1D+P=1。反映反映散状材料填充程度散状材料填充程度和空隙率的指标：和空隙率的指标：第一节第一节 材料的物理性质材料的物理性质一、与质量和体积有关的性质一、与质量和体积有关的性质7.7.填充率填充率D

6、8.8.空隙率空隙率P1. 1.亲水性与憎水性亲水性与憎水性第一节第一节 材料的物理性质材料的物理性质二、与水有关的性质二、与水有关的性质常用的二种判断方法示意图:形成亲水性与憎水性的原因原因：水分子相互间的作用力作用力1水分子与材料分子间作用力作用力2亲水性：作用力2 作用力1憎水性：作用力1 作用力2亲水性亲水性憎水性憎水性2.2.吸水性吸水性第一节第一节 材料的物理性质材料的物理性质二、与水有关的性质二、与水有关的性质材料在水中吸收水分的能力，取决于材料的亲水性和憎水性及孔隙率和孔隙特征。有二种表示方法：(1)(1)质量吸水率质量吸水率(2)(2)体积吸水率体积吸水率质量吸水率与体积吸水

7、率的关系为质量吸水率与体积吸水率的关系为体积吸水率适用于轻质、吸水能力较强的材料。体积吸水率实为材料的开口孔隙率，不可能大于100%。3.3.吸湿性吸湿性第一节第一节 材料的物理性质材料的物理性质二、与水有关的性质二、与水有关的性质材料在潮湿的空气中吸收水分的性质,称为吸湿性。用含水率含水率表示：影响材料吸湿性的因素有：(1)自身的特性(亲水性、孔隙率和孔隙特征)。(2)周围环境条件的影响，气温越低，相对湿度越大，材料的含水率就越大。(3)材料最终达到与环境湿度保持相对平衡时的含水率，称为平衡含水率。4.4.耐水性耐水性第一节第一节 材料的物理性质材料的物理性质二、与水有关的性质二、与水有关的

8、性质材料长期在饱和水作用下而不破坏,强度也不显著降低的性质称为耐水性。材料的耐水性用软化系数软化系数表示：软化系数一般在01间波动，其值越小，材料耐水性越差。软化系数大于0.80的材料，通常可以认为是耐水材料。材料的耐水性主要取决于其组成成分在水中的溶解度和材料内部开口孔隙率的大小。一般随溶解度增大，开口孔隙增多而变小。溶解度很小或不溶的材料以及具有较多封闭孔隙的材料， 软化系数一般较大，而材料的耐水性较好。5.5.抗渗性抗渗性第第2 2节节 材料的物理性质材料的物理性质二、与水有关的性质二、与水有关的性质材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性(不透水性)。材料的抗渗性可用以下两种方法表示:(1)

9、(1)渗透参数渗透参数K K渗透系数越大,表明材料的透水性越好而抗渗性越差。(2)(2)抗渗等级抗渗等级是指材料在标准试验方法下进行透水试验,以规定的试件在透水前所能承受的最大水压力p(MPa)来确定。P 越大,材料的抗渗性越好。影响材料抗渗性的因素：与材料的亲水性有关，更取决于材料的孔隙率及孔隙特征。孔隙率很小而且是封闭孔隙的材料具有较高的抗渗性。6.6.抗冻性抗冻性第一节第一节 材料的物理性质材料的物理性质二、与水有关的性质二、与水有关的性质材料抵抗冻融循环而不破坏，也不显著降低强度的性质，称为抗冻性。(1)冻融循环破坏的原因：材料有孔隙，孔隙中的水在结冰时体积膨胀9%。(2)冻融循环试验

10、破坏的判定：以质量损失超过5%，或强度下降超过25%。(3)抗冻等级：破坏前所能经受的最大冻融循环次数来确定。用符号“F”和最大冻融循环次数表示。如F15、F15、F50、F100等。(4)材料冻融循环下破坏的过程(5)影响材料抗冻性的因素:a.材料的强度b . 材 料 的 孔 隙 率 及 孔 隙 特 征 （ 材 料 孔 隙 的 充 水 程 度 Ks=Vw/Vk=P开/P）1. 1.导热性导热性第一节第一节 材料的物理性质材料的物理性质三、与热有关的性质三、与热有关的性质材料传导热量的能力称为导热性。导热性的大小用热导率表示:显然，热导率越小，材料的隔热性能越好。显然，热导率越小，材料的隔热性

11、能越好。材料的热导率决定于：(1)材料的化学组成、结构、构造；(2)孔隙率与孔隙特征、含水状况导热时的温度。2.2.热容量热容量第一节第一节 材料的物理性质材料的物理性质三、与热有关的性质三、与热有关的性质材料加热时吸收热量,冷却时放出热量的性质称为热容量。热容量的大小用比热容来表示。比热容在数值上等于1g材料，温度升高或降低1K时所吸收或放出的能量Q。工程中应选用热导率小、热容大的材料。可以节约能耗并长时间地保持室内温度的稳定。%51. 165. 261. 211%100000VVVP%63.3561. 268. 1111%100000VVVVVP%100255025502900%100ggbmMMMW3/69. 262.1850cmgVm93. 0178165gbRffK3甲、乙二同组成墙体材料，密度均为2.7g/cm3，甲干燥表现密度1400kg/m3，质量吸水率17%。乙吸水饱和后表观密度1850kg/m3，体积吸水率45%。求甲的孔隙率和体积吸水率；乙绝干体积密度和孔隙率；评价甲、乙二种材料抗冻性，指出哪种不宜做外墙板。 73 结束语结束语