土木工程材料.pptx

《土木工程材料.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土木工程材料.pptx（29页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第一章第一章第一页，共29页。目录目录目录目录(ml)(ml)(ml)(ml)第一节 材料的基本物理性质第二节 材料的力学(l xu)性质第三节 材料的其他性质第二页，共29页。第一节第一节 材料材料(cilio)(cilio)的基本的基本物理性质物理性质 密度密度 表观表观(bio(bio un)un)密度密度 堆积密度堆积密度 密实度密实度 孔隙率孔隙率 空隙率空隙率BackBack第三页，共29页。定义定义:指材料在绝对密实状态下，单位体积指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。的质量。公式公式(gngsh):式中式中:-密度密度(g/cm)m-材料在干燥状态下的质量材料在干燥状态下的质

2、量(g)v-材料在绝对密实状态下的体积材料在绝对密实状态下的体积(cm)图图1.1.11.1.1密度测量仪器密度测量仪器密度密度第四页，共29页。定义定义:指材料在自然状态下，单位体积的质量。指材料在自然状态下，单位体积的质量。公式公式(gngsh):式中式中:0-表观密度表观密度 m-干燥材料的质量干燥材料的质量 v0-材料自然状态下的体积材料自然状态下的体积 表观表观(bio un)密度密度BackBack第五页，共29页。定义：定义：粉状或粒状材料粉状或粒状材料(cilio)，在堆积状态下，在堆积状态下，单位体积的质量。单位体积的质量。公式公式：式中式中:o-堆积密度（松散密度）堆积密度

3、（松散密度）(Kg/m)m-干燥质量干燥质量(Kg)vo-材料材料(cilio)的堆积体积的堆积体积(m)堆积堆积(duj)密度密度BackBack第六页，共29页。图图1.1.2 1.1.2 材料材料(cilio)(cilio)的体积示意图的体积示意图BackBack第七页，共29页。密实密实(m shi)度度定义：定义：材料材料(cilio)体积中固体物质充实的程体积中固体物质充实的程度。度。公式公式：BackBack孔隙率孔隙率定义：定义：材料材料(cilio)体积中孔隙体积所占的比例。体积中孔隙体积所占的比例。公式公式：第八页，共29页。孔隙率孔隙率定义：定义：材料体积材料体积(tj)

4、中孔隙体积中孔隙体积(tj)所占的比例。所占的比例。公式公式：第九页，共29页。孔隙分类孔隙分类 （1）连通孔和封闭）连通孔和封闭(fngb)孔孔 （2）按孔隙尺寸大小可分为粗孔、细孔和微孔。）按孔隙尺寸大小可分为粗孔、细孔和微孔。孔隙及其对材料性能孔隙及其对材料性能(xngnng)的影响的影响 孔隙率与密实度的孔隙率与密实度的关系关系(gun x)(gun x)：P+D=1 P+D=1 材料的总体积是由材料的总体积是由固体物质及材料内固体物质及材料内部的空隙组成的。部的空隙组成的。封闭孔封闭孔连通孔连通孔图图1.1.3 材料的孔隙示意图材料的孔隙示意图第十页，共29页。孔隙孔隙(kngx)对

5、材料性能的影响对材料性能的影响 空隙率与强度空隙率与强度(qingd)的关的关系见右图：随着系见右图：随着孔隙率增大，表孔隙率增大，表观密度提高，吸观密度提高，吸水率降低，强度水率降低，强度(qingd)和耐和耐久性提高。久性提高。吸水率吸水率强度强度耐久性耐久性表观密度表观密度孔隙率孔隙率孔隙率孔隙率图图1.1.4 1.1.4 孔隙对材料孔隙对材料(cilio)(cilio)性能的影响性能的影响BackBack第十一页，共29页。空隙空隙(kngx)率率定义：定义：散粒材料散粒材料(cilio)堆积体积中空隙体堆积体积中空隙体积所占的比例。积所占的比例。公式公式：BackBack第十二页，共

6、29页。第二节第二节 材料的力学材料的力学(l xu)(l xu)性性质质 强度强度 弹性和塑性弹性和塑性 脆性脆性(cuxng)和和韧性韧性BackBack第十三页，共29页。定义：定义：强度指材料抵强度指材料抵抗外力作用下产抗外力作用下产生破坏的能力生破坏的能力(nngl)。强度分类及公式强度分类及公式:强度强度(qingd)第十四页，共29页。弹性及弹性材料弹性及弹性材料 弹性：外力的作用下产生弹性：外力的作用下产生(chnshng)变变形形,外力取消后外力取消后,能够完全恢复原来形状能够完全恢复原来形状的性质。的性质。弹性材料：具有弹性的材料。弹性材料：具有弹性的材料。塑性及塑性材料塑

7、性及塑性材料 塑性：作用下产生塑性：作用下产生(chnshng)变形变形,外外力取消后力取消后,仍保持变形后的形状和尺寸仍保持变形后的形状和尺寸,并且不产生并且不产生(chnshng)裂纹的性质。裂纹的性质。塑性材料：具有塑性的材料。塑性材料：具有塑性的材料。常见塑性材料常见塑性材料:砼拌合物砼拌合物,水泥浆水泥浆,石灰膏石灰膏,钢材钢材,沥青等。沥青等。弹性弹性(tnxng)和和塑性塑性第十五页，共29页。b a 变形(bin xng)荷荷 载载(hzi)0Aab弹性(tnxng)变形BackBack图图1.2.1 弹塑性材弹塑性材料的变形曲线料的变形曲线ob塑性变形塑性变形第十六页，共29

8、页。脆脆性性：材材料料受受外外力力达达到到一一定定程程度度后后突突然然破破坏坏,破破坏坏时无明显的塑性变形的性质。时无明显的塑性变形的性质。脆性材料：具有脆性的材料。脆性材料：具有脆性的材料。石石材材、水水泥泥(shun)混混凝凝土土、砂砂浆浆、玻玻璃璃和和陶陶瓷瓷等等属于脆性材料。属于脆性材料。荷荷 载载(hzi)A变变 形形(bin xng)脆性与韧性脆性与韧性图图1.2.21.2.2脆性材料的脆性材料的变形曲线变形曲线第十七页，共29页。韧性：在冲击外力和震动荷载作用下韧性：在冲击外力和震动荷载作用下,材料材料能吸收大量的能量，产生一定变形而不致破坏能吸收大量的能量，产生一定变形而不致破

9、坏的性质。的性质。韧性材料：具有韧性的材料韧性材料：具有韧性的材料 钢材和木材等材料均属于韧性材料。钢材和木材等材料均属于韧性材料。特点：有较高的抗拉和抗压等强度。钢材以特点：有较高的抗拉和抗压等强度。钢材以抗拉强度极限抗拉强度极限(jxin)划分等级。利用之可制划分等级。利用之可制备复合材料。备复合材料。脆性脆性(cuxng)与韧性与韧性BackBack第十八页，共29页。第三节第三节 材料的其他材料的其他(qt)(qt)性质性质 与水有关的性质与水有关的性质 亲水性亲水性(shuxng)和憎和憎水性水性(shuxng)吸水性吸水性(shuxng)耐水性耐水性(shuxng)吸湿性吸湿性 材

10、料的耐久性材料的耐久性BackBack第十九页，共29页。定义:指材料在空气中与水接触时能被水润湿的性质,090。具有亲水性质的材料称为亲水性材料，绝大多数工程(gngchng)材料均为亲水性材料，如：石材、水泥基材料、砖、砌块、玻璃及陶瓷等。亲水性亲水性亲水性亲水性(shuxng)和憎水性和憎水性(shuxng)憎水性憎水性(shuxng)定义：指材料在空气中与水接触时不能被水润湿的性定义：指材料在空气中与水接触时不能被水润湿的性质质,90180具有这种性质的材料称为憎水性材具有这种性质的材料称为憎水性材料。料。隔热及吸声等多孔材料应进行憎水处理，避免性能下降。隔热及吸声等多孔材料应进行憎水

11、处理，避免性能下降。第二十页，共29页。图图1.3.11.3.1材料材料(cilio)(cilio)润湿角（润湿角（）示意图）示意图90o 90180亲水性亲水性(shuxng)和憎水性和憎水性(shuxng)BackBack第二十一页，共29页。吸水性吸水性定义定义(dngy)：指材料在水中吸收水分指材料在水中吸收水分的性质。的性质。指标：吸水率（指标：吸水率（W）：材料吸收水分的重）：材料吸收水分的重量占材料干燥重量或体积的百分数。量占材料干燥重量或体积的百分数。公式：公式：质量吸水率质量吸水率 体积吸水率体积吸水率 m1材料在吸水饱和状态下的质材料在吸水饱和状态下的质量量(g)m2材料在

12、干燥状态下的质量材料在干燥状态下的质量（g）V 材料在自然状态下的体积材料在自然状态下的体积（cm3）BackBack第二十二页，共29页。f1-f1-材料材料(cilio)(cilio)在吸水饱和的状态下在吸水饱和的状态下的抗压强度的抗压强度 f2-f2-材料材料(cilio)(cilio)在干燥状态下的抗压在干燥状态下的抗压强度强度 耐水性耐水性BackBack吸湿性吸湿性定义：材料在潮湿定义：材料在潮湿(chosh)的空气中吸收水分的性的空气中吸收水分的性质。质。指标与公式：指标与公式：吸湿性用含水率来表示，公式与吸水率相同。吸湿性用含水率来表示，公式与吸水率相同。平衡含水率指与空气中的

13、湿度达到平衡时的含水率。平衡含水率指与空气中的湿度达到平衡时的含水率。定义：材料在长期饱和水作用下，不产生破坏，其强定义：材料在长期饱和水作用下，不产生破坏，其强度也不明显降低的性质。度也不明显降低的性质。指标：耐水性用软化系数指标：耐水性用软化系数(xsh)（Kp）表示。）表示。第二十三页，共29页。定义定义材料在各种环境因素作用下，在长期使用过材料在各种环境因素作用下，在长期使用过程中保持其性能稳定的性质。程中保持其性能稳定的性质。环境因素是多种多样的，有物理环境因素是多种多样的，有物理(如温度、如温度、湿度、机械力等湿度、机械力等)、化学、化学(大气、光、酸、碱、大气、光、酸、碱、盐等作

14、用盐等作用)以及生物以及生物(细菌、昆虫细菌、昆虫(knchng)等等)等方面的作用。等方面的作用。耐久性是一个综合性能，包括抵抗上述各类耐久性是一个综合性能，包括抵抗上述各类因素的长期作用。因素的长期作用。对砼材料，耐久性主要包括抗渗性及抗冻性。对砼材料，耐久性主要包括抗渗性及抗冻性。耐久性耐久性第二十四页，共29页。耐久性主要耐久性主要(zhyo)包括：包括：渗透性渗透性抗冻性抗冻性 抗腐蚀性抗腐蚀性抗碳化性抗碳化性抗侵蚀性抗侵蚀性抗骨料反应抗骨料反应抗骨料抗骨料抗骨料抗骨料反应反应反应反应抗腐蚀性抗腐蚀性抗腐蚀性抗腐蚀性抗侵蚀性抗侵蚀性抗侵蚀性抗侵蚀性抗碳化性抗碳化性抗碳化性抗碳化性抗冻

15、性抗冻性抗冻性抗冻性抗渗性抗渗性抗渗性抗渗性耐久性耐久性耐久性耐久性耐久性耐久性BackBack第二十五页，共29页。定义：定义：抵抗压力水渗透的性质。抵抗压力水渗透的性质。指标：指标：渗透等级渗透等级 式中：式中：W-渗水量；渗水量；d-试件厚度；试件厚度；A-渗渗水面积；水面积；H-水头水头(shutu)差；差；t-渗水时间渗水时间 抗渗等级抗渗等级(P)：能抵抗最大：能抵抗最大水压力水压力 eg:P6、P8、P10指能抵抗的指能抵抗的最大水压力为最大水压力为0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa AWHT时间（h）d图图1.3.2 材料的抗渗性材料的抗渗性示意图示意图抗渗性抗渗性第二十

16、六页，共29页。定义定义材料吸收饱和材料吸收饱和(boh)(boh)后，能经受多次冻后，能经受多次冻融循环，性能不严重降低的性质。融循环，性能不严重降低的性质。指标指标-抗冻等级：抗冻等级：抗压强度下降不超过抗压强度下降不超过25%25%，而且重量损失，而且重量损失不超过不超过5%5%时所能承受的最大冻融循环次时所能承受的最大冻融循环次数数F30-F300F30-F300。抗冻性抗冻性BackBack第二十七页，共29页。第一章讲课第一章讲课(jing k)分析分析本章学时：讲课本章学时：讲课2，实验，实验2 主要内容：材料的基本物理性质、力学性质主要内容：材料的基本物理性质、力学性质、与水有

17、关的性质等。、与水有关的性质等。重点：重点：掌握密度、表观密度、堆积密度、孔隙率、掌握密度、表观密度、堆积密度、孔隙率、密实度和空隙率、填充率的概念密实度和空隙率、填充率的概念(ginin)、计算公式、测试方法及其相互关系；计算公式、测试方法及其相互关系；掌握强度公式、计算及实验方法；掌握强度公式、计算及实验方法；掌握亲水性（憎水性）、吸水性（吸湿性）掌握亲水性（憎水性）、吸水性（吸湿性）、耐水性的概念、耐水性的概念(ginin)、吸水率的计算、吸水率的计算公式。公式。难点：材料性质之间的关系。例如根据材料难点：材料性质之间的关系。例如根据材料的孔、孔隙率及其构造分析判断材料的强度的孔、孔隙率及其构造分析判断材料的强度、吸热保温性、吸声性等。、吸热保温性、吸声性等。第二十八页，共29页。Chapter 1第二十九页，共29页。