土木工程材料精品课件ppt.ppt
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1、土木工程材料土木工程材料经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用教学目的:使学生掌握土木工程材料的制备、性质、用途、质量检测和控制方法。掌握土木工程材料的选用及改善性能的途径。绪绪绪绪 论论论论第第 一一 章章经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1.11.1概概 述述经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用土木工程材料与土木
2、工程的关系:土木工程材料与土木工程的关系:土木工程材料与土木工程的关系:土木工程材料与土木工程的关系:土木工程材料是一切土木工程的物质基础(一)土木工程材料的各项物理力学性能是结构设计的基本依据。(二)土木工程材料是选择施工方案和进行施工设计的基础。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(三)土木工程材料费用约占土木工程总投资的6070,是控制土木工程成本的关键。(四)土木工程材料的质量直接影响土木工程的质量。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为
3、消费者购买商品的价款或接受服务的费用1.1.11.1.1土木工程材料的分类土木工程材料的分类土木工程材料的分类土木工程材料的分类 土木工程材料品种繁多,我们可按不同原则进行分类:(1)按材料在工程中的功能分类按材料在工程中的功能分类 结构材料 它们在建筑中承受各种荷载,起骨架作用,其质量好坏直接危及结构安全,属于这类材料的有钢材、水泥混凝土等。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 围护与隔绝材料 它们在建筑中起围护与隔绝作用,以便形成建筑空间,这些材料应具有绝热、隔声、防水等功能,又称功能材料。经营者
4、提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 装饰材料 特种功能材料 用于建筑物内外的装饰,其色彩和质感均应满足建筑内外环境设计的要求。其中包括耐高温、抗强腐蚀、防辐射、太阳能转换等具有特种功能要求的材料。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(2)按材料的化学成分分类按材料的化学成分分类无机材料有机材料复合材料金属材料非金属材料植物材料沥青材料合成高分子材料钢、铝等碳、水泥、石材、混凝土玻璃等木材、竹材石油沥青、煤沥青及其
5、制品塑料、合成橡胶等金属 非金属有机 无机经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1.1.2 土木工程材料的标准化土木工程材料的标准化标准内容标准内容:规格、分类、技术要求、检验方法、验收规规格、分类、技术要求、检验方法、验收规则、标志、运输和贮存等则、标志、运输和贮存等标准类型:标准类型:ISO国际标准国际标准 国家标准(国家标准(GB GB/T)行业标准(行业标准(JG JC YB JT)地方标准(地方标准(DB)企业标准(企业标准(QB)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔
6、偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1.2 1.2 1.2 1.2 材材料料的的基基本本状状态态参参数数材材料料的的基基本本状状态态参参数数经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1.2.1 1.2.1 材料的密度、表观密度和堆积密度材料的密度、表观密度和堆积密度材料的密度、表观密度和堆积密度材料的密度、表观密度和堆积密度1.2.1.1 密度密度定义:定义:材料在绝对密实状态下,单位体积的质量。可按下式计算:密度,g/cm3;m 材料的质量,g;V 材料在绝对密实状态下的体
7、积,cm3。(density)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用测量方法测量方法 有较多孔隙的材料,采用磨细后用李氏瓶测定其体积的方法。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 某些致密材料,如卵石等,可用直接 排液法,用这种方法测量的体积,由 于无法排除内部封闭的孔隙,所以称 这样测得的密度为近似密度(a)。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购
8、买商品的价款或接受服务的费用1.2.1.2 表观密度表观密度定义:定义:材料在自然状态下,单位体积的质量。计算:计算:0 表现密度,g/cm3或 kg/m3;m 材料的质量,g,或 kg;V0 材料在自然状态下的体积,cm3 或 m3。(unit weight)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1.2.1.3 堆积密度堆积密度定义:定义:粉状或粒状材料,在堆积状态下,单位体积的质量。计算:计算:0 堆积密度,kg/m3;m 材料的质量,kg;V0 松散材料的堆积体积,m3。(heaped densi
9、ty)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用V0VVKVB开口孔开口孔封闭孔封闭孔闭口孔隙自然状态下的块状材料开口孔隙实体实体经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用实实 体体空空 隙隙开口孔隙开口孔隙封闭孔隙封闭孔隙装在容器里的粒状、粉状或块状材料V0VVKVBV0经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1.2.2 1.2.
10、2 材料的孔隙和空隙材料的孔隙和空隙材料的孔隙和空隙材料的孔隙和空隙1.2.2.1 材料的孔隙材料的孔隙(1)孔隙率孔隙率:材料内部孔隙体积占材料总体积的百分率材料内部孔隙体积占材料总体积的百分率材料的孔隙从两个方面对材料的性能产生影响:一是孔隙的多少(孔隙数量),二是孔隙特征。孔隙数量用孔隙率表征。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(2)密实度密实度:材料内部固体物质的实际体积占材料材料内部固体物质的实际体积占材料 总体积的百分率总体积的百分率孔隙特征主要有三方面:(1)按孔隙尺寸大小分微孔、细孔
11、和大孔;(2)按空隙间是否贯通分互相隔开的孤立孔和互相贯通的连通孔;经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(3)按孔隙是否与外界连通分为与外界连通的开口孔和不与外界连通的封闭孔(闭口孔)。把开口孔体积记为Vk,闭口孔体积记为VB,则孔隙体积 V=Vk+VB定义开口孔孔隙率为定义闭口孔孔隙率为则孔隙率为经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用散粒材料颗粒间的空隙多少用空隙率表示。(1)空隙率空隙率:散粒材料颗粒间的空
12、隙体积占堆积体积的散粒材料颗粒间的空隙体积占堆积体积的百分率百分率1.2.2.2 材料的空隙材料的空隙(2)填充率填充率:颗粒的自然状态体积占堆积体积的百分率颗粒的自然状态体积占堆积体积的百分率经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1.3 1.3 材料的力学性质材料的力学性质经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1.3.1 强度与比强度强度与比强度一、材料的强度一、材料的强度一、材料的强度一、材料的强度定义 材料
13、在外力作用下不破坏时能承受 的最大应力 根据外力作用方式的不同,材料有抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度等。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 LLF/2F/2FFL/3F FL/3L/3(a)压力(b)拉力(c)弯曲(d)剪切材料所受外力:材料所受外力:经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用各种强度的计算公式如下:抗压、抗拉、抗剪的强度抗压、抗拉、抗剪的强度f 强度,Mpa;P 破坏时最大荷载,N;A
14、受力截面面积,mm2。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 抗弯强度抗弯强度1)(中点集中荷载)2)(三分点两相等集中荷载)ff 抗弯强度,Mpa;P 弯曲破坏时最大荷载,N;L 两支点的间距,mm;b 试件横截面积宽度,mm;h 试件横截面积高度,mm。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用 许多土木工程材料常以其强度大小划分为若干等级,俗称 “标号标号 ”。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者
15、的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用材料强度受以下三个因素的影响:材料内部结构和构造 材料所处的环境条件(温度、湿度、含水量等)强度值的测试条件(试件尺寸、加荷速度等)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用二、材料的比强度二、材料的比强度定义 单位体积重量的材料强度,等于 材料的强度与其表观密度之比衡量材料是否轻质、高强的指标经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1.3
16、.2 1.3.2 材料的弹性与塑性材料的弹性与塑性材料的弹性与塑性材料的弹性与塑性 弹性与塑性弹性与塑性 材料在承受外力时,如撤除外力的作用后,材料的几何形状能恢复原状,材料的这种性能称为弹性弹性。如果只能部分恢复变形,而残留一部分不能消失的变形,该残留部份称为塑性变形塑性变形。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用材料在弹性范围内,其应力和应变之间关系符合如下公式:应力;应变,为材料受外力变形尺寸增量与原尺寸之比;弹性模量;弹性模量是材料刚度的度量,物理意义为单位应变所需要的应力,反映了材料抵抗变形的
17、能力。是结构设计中的主要参数之一。弹塑性材料:材料受力时,弹性变形和塑性变形同时发生,外力去除后,弹性变形恢复,塑性变形保留。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1.3.3 1.3.3 脆性和韧性脆性和韧性(1)脆性 材料在外力作用下,无明显塑性变形 而突然破坏的性质。具有这种破坏特征的材料,称为脆性材料脆性材料。从应力应变图中看材料的脆性经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(2)韧性 材料在冲击或震动荷载作
18、用下,能吸收较大的能量,产生一定的变形而不破坏的性质称为韧性或冲击韧性韧性或冲击韧性。一般以测定其冲击破坏时单位断面上吸收的能量作为指标。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1.3.4 1.3.4 硬度和耐磨性硬度和耐磨性硬度:材料抵抗较硬物质刻划或压入的能力硬度:材料抵抗较硬物质刻划或压入的能力常用刻划法和压入法测定。常用刻划法和压入法测定。刻划法称莫氏硬度;压入法称布氏硬度、洛氏硬度刻划法称莫氏硬度;压入法称布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。和维氏硬度。耐磨性:材料抵抗磨损的能力,用耐磨率表示耐磨性:
19、材料抵抗磨损的能力,用耐磨率表示经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1.3.5 1.3.5 材料的徐变和应力松弛材料的徐变和应力松弛 当材料在恒定外力的作用下,其变形随时间而缓慢增加的过程,称为徐变徐变。当材料在持续外力作用下,总的变形值保持不变,由于徐变而使材料内应力随时间而逐渐降低的过程,称为应力松弛松弛。徐变和应力松弛是相互关联的两种现象。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1.41.4材料与水有关的性
20、质材料与水有关的性质经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(a)亲水性材料(b)憎水性材料 9090 亲水材料 9090 憎水材料1.4.1 1.4.1 材料的亲水性与憎水性材料的亲水性与憎水性润湿边角润湿边角:在材料、水和空气的三相交叉点处沿水 滴表面作切线,切线与材料和水接触面 的夹角。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1.4.2 1.4.2 材料的含水状态材料的含水状态四种基本含水状态:四种基本含水状态
21、:干燥状态干燥状态材料孔隙中不含或含水极微;材料孔隙中不含或含水极微;气干状态气干状态材料孔隙中所含水与大气湿度平衡;材料孔隙中所含水与大气湿度平衡;饱和面干状态饱和面干状态材料表面干燥,孔隙含水饱和;材料表面干燥,孔隙含水饱和;湿润状态湿润状态材料孔隙含水饱和,表面为水湿润附材料孔隙含水饱和,表面为水湿润附 有一层水膜。有一层水膜。材料也可处于两种基本含水状态之间的过渡状态材料也可处于两种基本含水状态之间的过渡状态经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用饱和水表面水材 料 的 含 水 状 态(a)干燥状
22、态(b)气干状态(c)饱和面干状态(d)湿润状态(a)(b)(c)(d)经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1.4.3 1.4.3 材料的吸湿性和吸水性材料的吸湿性和吸水性(1)吸湿性吸湿性 亲水材料在潮湿空气中吸收水分 的性质。用含水率表示Wh 含水率;ms 材料含水状态下的质量,g;mg 材料干燥状态下的质量,g。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用材料的含水率随环境温度和湿度变化而变化。材料的含水率随环
23、境温度和湿度变化而变化。平衡含水率:平衡含水率:材料中所含水分与环境温度所 对应的湿度相平衡时的含水率。材料在干燥空气中放出所含水分的性质称还湿性。材料在干燥空气中放出所含水分的性质称还湿性。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用(2)吸水性)吸水性材料在水中吸水的性质。用吸水率表示,有重量吸水率和体积吸水率两个定义:重量吸水率材料吸水饱和时,吸收的水分重 量占材料干燥时重量的百分率;体积吸水率材料吸水饱和时,吸收的水分体 积占材料干燥时体积的百分率;材料的体积吸水率等于其重量吸水率乘上材料干燥状态时的
24、表观密度。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1.4.4 1.4.4 耐水性耐水性定义定义 材料长期在水作用下不破坏、强度也不 明显下降的性质用软化系数表示:软化系数材料吸水饱和状态下的抗压强度 与干燥状态下的抗压强度之比软化系数 0.8 的材料称为耐水材料经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用1.4.5 1.4.5 抗渗性抗渗性定义定义 材料抵抗 压力水渗透的性质 常用渗透系数或抗渗标号表示:渗透系数:k 渗
25、透系数,cm/h;Q 透水量,cm;d 试件厚度,cm;A 透水面积,cm;t 时间,h;H 静水压力水头,cm。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,增加赔偿的金额为消费者购买商品的价款或接受服务的费用抗渗标号(记为抗渗标号(记为Pn):):材料按规定制作的试件在标准试验条件下所材料按规定制作的试件在标准试验条件下所能承受的最大水压力(能承受的最大水压力(MPa)。)。材料的渗透系数越小或抗渗标号越高表明材材料的渗透系数越小或抗渗标号越高表明材料的抗渗性越好。料的抗渗性越好。经营者提供商品或者服务有欺诈行为的,应当按照消费者的要求增加赔偿其受到的损失,
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