土木工程材料知识点.docVIP

第一节绪论

什么是土木工程材料

土木工程包括：建筑、道路、桥梁、沿途、地下、港口、水利、市政工程——用来建设的材料即为土木工程材料

复合材料：碳纤维复合材料、聚合物复合材料、高分子复合材料

绿色建材：

含义：采用清洁的生产技术、少用天然资源、多用工业或城市固体废弃物（和农植物秸秆）（生产过程）

建材本身：无毒、无污染、无放射性

建材功能：有利于环保、有利于人体健康

土木工程材料分类：

发展趋势：高性能化、复合化和多功能化、良好的环境协调性、无污染可再生

发展方向：优先发展水泥与混凝土材料、提高配套

土木工程材料质量的控制方法：

,初步确定来源以及质量情况

对工程材料进行抽样检验

检测半成品和成品的技术性能，从而评定材料在实际工程中的实际技术性能。

采取相应的措施避免对工程质量造成的不良影响、

土木工程对材料的基本要求：安全、适用、美观、耐久与经济

土木工程材料的基本性质

材料的物理性质

密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量

表观密度：材料在自然状态下，单位体积的质量（包含内部空隙）

表观密度：

堆积密度：粉状或粒状材料，在堆积状态下单位体积的质量

密度是材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。所谓绝对密实状态下的体积，是指不含有任何孔隙的体积。

表观密度表示材料单位细观外形体积（包括内部封闭孔隙）的质量。容积密度表示材料单位宏观外形体积（包括内部封闭孔隙和开口孔隙）的质量。

堆积密度是指散粒材料或粉状材料，在自然堆积状态下单位体积的质量。材料的堆积体积指在自然、松散状态下，按一定方法装入容器的容积，包括颗粒体积和颗粒之间空隙的体积。

堆积密度：

C

C

材料的孔隙率：块状材料中孔隙体积与材料在自然状态下总体积的百分比。

开口孔隙率：是指材料中能被水饱和（即被水所充满）的孔隙体积占材料在自然状态的体积的百分率.

闭口孔隙率：是总孔隙率与开口孔隙率之差

材料的密实度:材料体积内被固体物质充实的程度。

材料的空隙率：散粒材料在其堆集体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比例。

亲水性与憎水性：材料与水接触时,有些材料能被水湿润,而有些材料则不能被水湿润,对两种现象来说,前者为亲水性,后者为憎水性。

A

A

材料的含水状态：

干燥状态：材料的孔隙中不含水或含水极微。

气干状态：材料的孔隙中含水与大气湿度相平衡。

饱和面干状态：材料表面干燥，而空隙中充满水达到饱和。

湿润状态：材料不仅孔隙中含水饱和，而且表面上为水润湿附有一层水膜。

吸水性：材料能吸收水分的能力。

吸水的大小以吸水率来表示。

质量吸水率是指材料在吸水饱和时，所吸水量占材料在干燥状态下的质量百分比

mb——材料吸水饱和状态下的的质量

Mg——材料在干燥状态下的质量

体积吸水率：材料在吸水饱和时，所吸水的体积占材料自然体积的百分率。

V0——料在自然状态下的体积

Wv——材料的体积吸水率

——水的密度

吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质

材料的吸湿性用含水率表示——材料内部所含水的质量占材料干质量的百分率

wh--------材料的含水率

ms-------材料在吸湿状态下的质量

mg-------材料在干燥状态下的质量

C

C

耐水性：材料的耐水性指材料长期在饱和水的作用下不破坏，强度也不显著降低的性质。

衡量耐水性的指标:材料的软化系数

软化系数

KR——材料的软化系数

fb——材料在吸水饱和状态下的抗压强度(MPa)

fg——材料在干燥状态下的抗压强度(MPa)

抗渗性：材料在压力水用下抵抗水渗透的性能

渗透系数：

Ks——渗透系数（越小材料的抗渗性越强）(cm/h)

Q——渗水量(cm3)

A——渗水面积(cm2)

H——材料两侧的水压差(cm)

d——试件厚度(cm)

t——渗水时间(h)

抗渗等级：标准方法进行透水试验，材料标准试件在透水前所能承受的最大压力来表示抗渗等级。

抗冻性：材料在保饱水状态下，能经受多次冻融交替作用，既不破坏强度又不显著下降的性质。

冻融破坏：在饱水状态下因冻融循环产生的破坏作用称为冻融破坏

抗冻等级：以试件在冻融后的质量损失、外形变化或强度降低不超过一定限度时所能经受的冻融循环次数。

C

C

导热性：材料两面存在温差，热量传递的性质。

导热系数：

——导热系数W/(m.K)

Q——传导热量J

a——材料厚度m

A——热传导面积m2

t——热传导时间h

——材料两面温差K

导热性影响因素：

热容性：材料在受热吸收热量，冷却时放出热量的性质。

比热（热容量系数）：单位质量材料温度升高1K所吸收或放出的热量。

比热：

C——材料的比热J/（g.K）

Q——材料吸收或放出的热量J

m——材料的质量g

——材料受热或冷却前后的温差K

热的变形性：温度升高或降低时材料的体积变化。