土木材料基本性质-福州大学土木工程材料.PPT

材料性质 （性能） （特性） 合理应用 技术要求 物理性质 掌握 目的 化学性质 力学性质 耐久性 取决于 1.材料组成 2.材料结构 3.试验条件 第一章.土木工程材料的基本性质 检验检测 常用规格 1.材料组成 化学组成 矿物组成 相组成 2.材料结构 宏观结构 细观结构 微观结构 纳观结构 A.晶体结构 B.玻璃体结构 C.胶体结构 3.试验条件 试件形状、尺寸 试件表面状况、含水状态 试验温、湿度；加荷速度 定义 特征 A.晶体结构 B.玻璃体结构 定义 特征 C.胶体结构 定义 特征 质点在空间按特定的规则呈周期性排列 特定的几何外形；各向异性(金属材 料除外)；固定的熔点，化学稳定性高 高温熔融物经急冷后，质点来不及 按一定的规则排列便凝固成固体 各向同性；导热性较低；无固定的 熔点；化学稳定性差(即，活性高) 分散相分散在连续相介 质中形成的分散体系 较强的吸附力和粘结力；比晶体 和玻璃体结构强度低、变形大 第一节.材料的基本物理性质 1.密度ρ 2.表观密度ρ0 3.堆积密度ρ0′ 4.孔隙率P 5.空隙率P′ 材料在绝对密实状态下单位体积重量 材料在自然状态下单位体积重量 散粒材料在堆积状态下单位体积重量 一. 材 料 与 质 量 有 关 的 性 质 材料内部孔隙体积占表观体积的百分率 材料之间空隙体积占堆积体积的百分率 体积密度 毛体积密度 比重 容重 松散容重 闭口孔隙 开口孔隙 实 体 开口孔隙 闭口孔隙 实体 V V闭 V开 Vo 孔隙体积 V孔= V开+ V闭 空 隙 V空 堆积体积 Vo= Vo + V空=V+V开 + V闭+ V空 表观体积 Vo= V+ V孔= V+V开 + V闭 Vo V孔 V空=ΣV空i V0 =ΣV0i 1.密度 2.表观密度 3.堆积密度 式中：V—实体体积,李氏密度瓶测V 式中：V0—表观体积，表面封蜡测V0 表观密度又称容重，分 式中： V0′—堆积体积，容量筒测V0′ 干容重 湿容重 饱水容重 4.孔隙率 5.开口孔隙率 6.闭口孔隙率 7.空隙率 孔隙、孔隙率与孔隙(形态)特征 粗孔与细孔 ——毛细孔使材料吸水率↑，耐久性↓， 一般来说粗孔不易吸满水，微细孔隙 吸水率非常大. 开孔与闭孔 ——开孔相对闭孔对材料强度、保温性、 耐久性更不利。或增加闭口孔隙，可 提高材料保温性、耐久性. 1.一般来说，孔隙尺寸↑, 材料强度↓,导热系数↑ 2.孔隙率↑，材料表观密度↓ ；强度↓ ；导热系数↓； 吸水率↑；透气、透水性↑ 抗冻性是否降低，视孔隙大小和形态特征而定 3.孔隙(形态)特征 V =170 cm3 V + V闭 =210 cm3 V0=V + V开 + V闭 =260 cm3 某材料干燥试样重450g，浸入水中吸水饱和后排出水的 体积210cm3；取出用湿布抹干再浸入水中排出水的体积260cm3；试样磨细后烘干再浸入水中，排出水的体积170cm3 。 求：该材料密度ρ，表观密度ρ0 ，开口孔隙率PK ，闭口孔隙率PB ∵ ∴ 则： 例题 解： V = 170 cm3 V闭 = 40 cm3 V开 = 50 cm3 密度 表观密度 开口孔隙率 闭口孔隙率 二.材料与水有关的性质 1.亲水性 憎水性 润湿(边)角?≤90°—亲水性材料 ?＞90°—憎水性材料 水分子之间的内聚力小于水分子与材料分子之间的吸引力 大于水分子与材料分子之间的吸引力 2.吸水性 材料在水中吸收水分的性质 指标—重量吸水率、体积吸水率 3.吸湿性 材料在空气中吸收水分的性质 指标—含水率 吸(含)水率↑，对材料的许多性质有不良影响： ——如容重↑、体积↑、导热性↑，强度及抗冻性↓等 6.材料的含 水状态 干燥(即，绝干)状态 4.耐水性 材料抵抗水的破坏作用的能力 指标—软化系数：软化系数↑，材料的耐水性好， 反之，材料的耐水性差。 工程中将软化系数＞0.85的材料称为耐水材料 5.抗渗性 材料抵抗压力水渗透的性质 指标—⑴渗透系数：渗透系数↑ ，抗渗性差。 ⑵抗渗等级：P4、P6、P8、P10、P12等。 其中：P12表示材料能够承受的最大水压为1.2MPa 气干状态 饱和面干状态 湿润状态 8.重量吸水率 9.体积吸水率 二者关系 10.含水率 某材料饱水容重?0饱=1900㎏/m3，体