土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀課件

《土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀課件》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀課件（35頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀第1章 土木工程材料的基本性質(zhì) 1.1 材料的基本物理性質(zhì)(physical properties) 1.1.1 材料的密度、表觀密度與堆積密度 (1)密度(density) 近似密度（視密度）(apparent density) (2)表觀密度(apparent density) (3)堆積密度（散粒體）(bulk density)(for particles) 壓實(shí)密度（compacted density）土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀第1章 土木工程材料的基本性質(zhì) 1.1.2 材料的密實(shí)度與孔隙率 (1)密實(shí)度(density) (2)孔隙率(porosity)土木

2、工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀第1章 土木工程材料的基本性質(zhì) 1.1.3 材料的填充率與空隙率（散粒體） (1)填充率(filling ratio) (2)空隙率(voids ratio, void content, void volume) 表1.1 常用材料的密度、表觀密度、堆積密度及孔隙率土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀第1章 土木工程材料的基本性質(zhì) 1.2 材料與水有關(guān)的性質(zhì) 1.2.1 材料的親水性與憎水性 (1)親水性（被水潤(rùn)濕）(hydrophilic nature) (2)憎水性（潤(rùn)濕角90）(hydrophobic nature) 1.2.2 材料的吸水性與吸濕性 (1)吸水性(water

3、 absorptivity) 吸水率(water absorption) (2)吸濕性(hydroscopic nature) 含水率(moisture content)土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀第1章 土木工程材料的基本性質(zhì) 1.2.3 材料的耐水性(抗水性)(water resistance) 軟化系數(shù)(softening coefficient) 1.2.4 材料的抗凍性與抗?jié)B性 (1)抗凍性(frost resistance) 水結(jié)冰時(shí)體積約增大9，從而對(duì)孔隙產(chǎn)生壓力而使孔壁開裂。 凍融循環(huán)(freezing and thawing circle) 抗凍標(biāo)號(hào)(grade) D15(Do

4、ng)F15(Freeze) (2)抗?jié)B性(impermeability) 滲透系數(shù)(coefficient of permeability) 抗?jié)B等級(jí)（抗?jié)B標(biāo)號(hào) ） S(Shen) P(Permeate)土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀第1章 土木工程材料的基本性質(zhì) 1.3 材料的基本力學(xué)性質(zhì) 1.3.1 材料的強(qiáng)度(strength) (1)材料的抗壓、抗拉及抗剪強(qiáng)度 (2)材料的抗彎強(qiáng)度 表1.2 常用材料的強(qiáng)度/MPa 1.3.2 材料的彈性與塑性 1.3.3 材料的脆性與韌性土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀第1章 土木工程材料的基本性質(zhì) 1.4 材料的熱工、聲學(xué)、光學(xué)性質(zhì)及材料的耐久性 1.4.

5、1 材料的熱工性質(zhì) (1)材料的導(dǎo)熱性 導(dǎo)熱系數(shù) 影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的主要因素 物質(zhì)構(gòu)成 微觀結(jié)構(gòu) 孔隙構(gòu)造 濕度 溫度 熱流方向土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀第1章 土木工程材料的基本性質(zhì) (2)材料的熱容量(heat capacity) 比熱容 (3)耐燃性（防失火）(flame resistance) 材料根據(jù)耐燃性可分為三大類： 1)不燃燒類 2)難燃燒類 3)燃燒類土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀第1章 土木工程材料的基本性質(zhì) (4)耐火性（耐高溫）（耐熱性）(fire resistance) 按耐火性高低可將材料分為以下3類： 1)耐火材料 2)難熔材料 3)易熔材料 1.4.2 材料的聲學(xué)性

6、質(zhì) (1)吸聲性(sound absorption) 吸聲系數(shù)(sound-absorption coefficient) (2)隔聲性（與吸聲不同）(sound insulation)土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀第1章 土木工程材料的基本性質(zhì) 1.4.3 材料的光學(xué)性質(zhì)(optical properties) 材料的顏色、光澤 、透明度、表面組織、形狀尺寸，建筑物采光、立體造型、明暗對(duì)比等 1.4.4 材料的耐久性(durability) 作用于材料的自然因素和有害介質(zhì)可概括為以下幾個(gè)方面： (1)物理作用 (2)化學(xué)作用 (3)生物作用土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀第1章 土木工程材料的基本性質(zhì)

7、 1.5 材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造及其對(duì)材料性質(zhì)的影響 1.5.1 材料的組成 (1)化學(xué)組成(chemical) (2)礦物組成(mineral) (3)相組成(phase)土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀第1章 土木工程材料的基本性質(zhì) 1.5.2 材料的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造(structure & constitution) (1)宏觀結(jié)構(gòu)(環(huán)境的尺度, grand view) (2)粗觀(mm的尺度, macro-structure) 1)致密結(jié)構(gòu)(dense structure) 2)多孔結(jié)構(gòu)(porous structure) 3)纖維結(jié)構(gòu)(fibrous structure) 4)層狀結(jié)構(gòu)(laye

8、red structure, stratified structure) (3)細(xì)觀結(jié)構(gòu)(亞微觀結(jié)構(gòu))(m尺度,sub micro) 金屬材料的金相組織 木材的木纖維 混凝土內(nèi)的微裂縫等土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀第1章 土木工程材料的基本性質(zhì) (4)微觀結(jié)構(gòu)(原子、分子尺度, micro-structure) 1)晶體(crystal) 原子晶體(atomic crystal) 離子晶體(ionic crystal) 分子晶體(molecular crystal) 金屬晶體(metal crystal) 2)玻璃體(glass) 3)膠體(gel) (5)構(gòu)造材料的搭配組合(constitut

9、ion)土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀第1章 土木工程材料的基本性質(zhì) 思考題 (1)當(dāng)某一建筑材料的孔隙率增大時(shí)，材料的密度、表觀密度、強(qiáng)度、吸水率、抗凍性及導(dǎo)熱性是下降、上升還是不變? (2)材料的密度、近似密度、表觀密度、堆積密度有何差別? (3)材料的孔隙率和空隙率的含義如何?如何測(cè)定?了解它們有何意義? (4)親水性材料與憎水性材料是怎樣區(qū)分的?舉例說明怎樣改變材料的親水性與憎水性? (5)普通粘土磚進(jìn)行抗壓實(shí)驗(yàn)，浸水飽和后的破壞荷載為183kN，干燥狀態(tài)的破壞荷載為207kN(受壓面積為115mml20mm)，問此磚是否宜用于建筑物中常與水接觸的部位?土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀第1章 土

10、木工程材料的基本性質(zhì) (6)塑性材料和脆性材料在外力作用下，其變形性能有何區(qū)別? (7)材料的耐久性應(yīng)包括哪些內(nèi)容? (8)建筑物的屋面、外墻、基礎(chǔ)所使用的材料各應(yīng)具備哪些性質(zhì)?土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀附 錄土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀材料的密度 材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。按下式計(jì)算：式中：密度，gcm3； m 材料在干燥狀態(tài)的質(zhì)量，g； V 材料的絕對(duì)密實(shí)體積，cm3。 1 . 1Vm土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀材料的表觀密度材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。按下式計(jì)算：式中：0表觀密度，kgm3； m 材料的質(zhì)量，kg； V0材料在自然狀態(tài)下的外形體積，m3。2 . 100Vm土

11、木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀材料為散?；蚍蹱?，如砂、石子、水泥等，在堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。按下式計(jì)算：式中： 材料的堆積密度，kgm3； m 材料的質(zhì)量，kg； 材料的自然(松散)堆積體積(包括材料顆粒體積和顆粒之間空隙的體積)，m3。材料的堆積密度3 . 100Vm00V土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀材料的密實(shí)度材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度。按下式計(jì)算：4 . 1%100%10000DVVD或土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀材料的孔隙率材料體積內(nèi)，孔隙體積所占的比例。按下式計(jì)算：即：DP=1或密實(shí)度孔隙率=1。5 . 1%100)1 (10000VVVVVP土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀材料的填充率散

12、粒材料堆積體積中，顆粒填充的程度。按下式計(jì)算：6 . 1%100%10000DVVD或土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀材料的空隙率 散粒材料堆積體積中，顆粒之間的空隙體積所占的比例。用下式計(jì)算：即：DP=1或填充率空隙率=1。7 . 1%100)1 (10000VVVVVP土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀材料的吸水率 材料在水中通過毛細(xì)孔隙吸收并保持水分的性質(zhì)，用吸水率表示，即式中：W材料質(zhì)量吸水率，%； m材料干燥狀態(tài)下質(zhì)量，g； m1材料吸水飽和狀態(tài)下質(zhì)量，g。8 . 1%1001mmmW土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀材料的含水率 材料在一定溫度和濕度下吸附水分的能力，用含水率表示，即式中：W含材料質(zhì)量吸

13、水率，%； m含材料含水時(shí)的質(zhì)量，g； m材料干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，g。9 . 1%100mmmW含含土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀材料的軟化系數(shù) 材料抵抗水破壞作用的性質(zhì)稱為耐水性，用軟化系數(shù)表示，即式中：KP材料的軟化系數(shù)； fw材料在吸水飽和狀態(tài)下的強(qiáng)度，MPa； f 材料在干燥狀態(tài)下的強(qiáng)度，MPa。10. 1ffKwP土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀材料的滲透系數(shù) 材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)稱為抗?jié)B性，用滲透系數(shù)表示，即式中：K滲透系數(shù)，cmh； Q透水量，cm3； d試件厚度，cm； A透水面積，cm2； t滲水時(shí)間，h； H靜水壓力水頭，cm。11. 1AthQdK 土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀材料

14、的抗?jié)B等級(jí)P=10H1式中：P抗?jié)B等級(jí)； H試件開始滲水時(shí)的水壓力，MPa。 S (Shen) P (Permeate)土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀材料的抗壓、抗拉及抗剪強(qiáng)度(compressive, tensile and shear strength)材料的抗壓、抗拉及抗剪強(qiáng)度按下式計(jì)算：式中：f材料的強(qiáng)度，MPa； Fmax破壞時(shí)最大荷載，N； A受力截面面積，mm2。12. 1maxAFf 土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀材料的抗彎強(qiáng)度(bending strength)1)二分法。將條形試件放在兩支點(diǎn)上，中間作用一集中荷載，對(duì)矩形截面試件，則抗彎強(qiáng)度按下式計(jì)算：2)三分法。在跨度的三分點(diǎn)上作

15、用兩個(gè)相等的集中荷載，則抗彎強(qiáng)度按下式計(jì)算：式中：fm抗彎強(qiáng)度，MPa； Fmax彎曲破壞時(shí)最大荷載，N； b、h試件橫截面的寬及高，mm； L兩支點(diǎn)間的距離，mm。13. 1232maxbhLFfm14. 12maxbhLFfm土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀材料的彈性與塑性、脆性與韌性彈性：彈性：材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)取消外力后，變形能完全消失的性質(zhì)。(elasticity)塑性：塑性：材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)取消外力后，仍保持變形后的形狀，并不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)。(plasticity)脆性：脆性：材料在外力作用下，當(dāng)外力達(dá)到一定限度后，材料突然破壞，而破壞時(shí)無明顯的塑性變形的性質(zhì)。(b

16、rittleness, fragility)韌性：韌性：材料在沖擊、震動(dòng)荷載作用下，能夠吸收較大的能量，同時(shí)也能產(chǎn)生一定的變形而不破壞的性質(zhì)。(fracture toughness)土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀材料的導(dǎo)熱系數(shù)(coefficient of thermal conduction)材料傳導(dǎo)熱量的性質(zhì)稱為導(dǎo)熱性，以導(dǎo)熱系數(shù)表示，即式中：導(dǎo)熱系數(shù)，W(mK)； Q總傳熱量，J； a材料厚度，m； A熱傳導(dǎo)面積，m2； t熱傳導(dǎo)時(shí)間，h； T2T1材料兩面溫度差，K。15. 112TTAtQa可將本式與材料的滲透系數(shù)定義式比較理解和記憶土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀材料的比熱容(specific heat capacity) 材料受熱(或冷卻)時(shí)吸收(或放出)熱量的性質(zhì)稱為材料的熱容量，用比熱容表示，即式中：C材料比熱容，J/(gK) Q材料吸收或放出的熱量，J； m材料的質(zhì)量，g； T2T1材料受熱或冷卻前后溫差，K。16. 112TTmQC土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀材料的吸聲系數(shù)(acoustical coefficient) 聲能穿透材料和被材料消耗的性質(zhì)稱為材料的吸聲性，評(píng)定材料的吸聲性能好壞的主要指標(biāo)稱為吸聲系數(shù)()，即式中：Ea穿透材料的聲能； E材料消耗的聲能； E0入射到材料表面的全部聲能。17. 10EEEa土木工程材料的基本性質(zhì)優(yōu)秀