土木工程材料基本性质概述.pptx

第2章 材料基本性质;1. 材料的密度、表观密度和堆积密度;测量方法;? 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)－视密度。;1. 2 表观密度;1. 3 堆积密度;;;2 .材料的孔隙率和空隙率;(2)密实度: 材料内部固体物质的实际体积占材料 总体积的百分率;把开口孔体积记为Vk，闭口孔体积记为VB，则孔隙体积 Vｐ= 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;散粒材料颗粒间的空隙多少用空隙率表示。 (1) 空隙率: 散粒材料颗粒间的空隙体积占堆积体积的百分率;;3.2 材料的含水状态;;3.3 材料的吸湿性和吸水性;材料的含水率随环境温度和湿度变化而变化。 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。;（2）吸水性——材料在水中吸水的性质。 用吸水率表示，有质量吸水率和体积吸水率两个定义： 质量吸水率——材料吸水饱和时，吸收的水分质 量占材料干燥时质量的百分率； 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表观密度。;工程上，建筑材料一般采用质量吸水率，如粘土砖为8～20％。 吸水性和吸湿性会使材料绝热性降低，强度和耐久性产生不同程度的下降，体积发生变化，影响材料使用。;3.4 耐水性;3.5 抗渗性; 抗渗性用抗渗等级Pn表示，抗渗等级是以规定的试件在规定的试验条件下，所能承受的最大水压力来确定；其中的n，表示材料所能承受的最大水压力（ Mpa）的10倍，例如P4、P6、P10表示材料最大能承受0.4、0.6、1.0 Mpa的水压力而不渗水。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。 。;3.6 抗冻性;干燥箱;干燥箱;混凝土抗渗仪;混凝土抗渗试模（左）;4.1 热容性;定义;4.3 热变形性; 土木工程材料在使用过程中经受各种破坏因素 ( 物理的、化学的、环境的、生物的……等等 ) 的作用，而能保持其使用性能的性质称为土木工程材料的耐久性。 环境影响因素往往是复杂多变的，它们单独或交互作用于材料形成破坏。由于各种破坏因素的复杂性和多样性，使得耐久性是一个综合性概念。;材料的耐久性包括抗冻性、抗渗性、抗化学侵蚀性、抗炭化性、大气稳定性、耐磨性等。耐久性是一项综合性指标，建筑材料应有良好的耐久性。 从工程技术发展角度看，由按耐久性进行工程设计取代按强度进行工程设计更具科学性和实用性。然而，要按耐久性进行工程设计，尚需对各种材料的耐久性进行更为广泛深入的研究。 提高材料耐久性是土木工程材料生产及应用的重要课题之一。 ;1. 强度与等级;;各种强度的计算公式如下：;? 抗弯强度;材料的抗弯强度又称为抗折强度，分两种情况：第一种为1个集中荷载（两个支点），代表构件为水泥胶砂试件（40mm×40mm×160mm）的抗折强度。 第二种为2个集中荷载（两个支点），代表构件为公路水泥混凝土路面的水泥混凝土试件（150mm×150mm×550mm）的抗折强度。常见土木工程材料的强度见12页。;材料强度受以下三个因素的影响：;2.材料的比强度;3. 材料的弹性与塑性;材料在弹性范围内，其应力和应变之间关系符合如下公式： σ＝Εε σ —— 应力； ε ——应变，为材料受外力变形尺寸增量与原尺寸之比； Ε ——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。;4. 脆性和韧性;（2）韧性 材料在冲击或震动荷载作用下，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。 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。;;6. 材料的徐变和应力松弛;作业;2-5某工程共需要煤矸砖（240mm×115mm×53mm）15万匹，用载质量为5吨的汽车分五批运完，每批需要安排汽车多少辆？（1m3砖的理论匹数为684匹，砖的容重为1.8t/ m3） 2-6有直径20 mm，长14 m的钢筋一捆25根，计算其总质量为多少kg？（钢材的密度为7.85t/ m3） 2-7收到含水率为3.5%的河砂1 t，实为干砂