土木工程材料 建材的基本性质

土木工程材料 建材的基本性质 第1章，建材的基本性质1.1物理性质3种密度、水、热相关1.2力学性质破坏、变形、破坏特征1.3材料组成-结构-性质的关系组成2层次、结构的3层次与3种微观1.4补充知识建材使用的基本规律1.1物理性质 一、与质量、体积有关的性质三种密度（一）密度Densidy=m/V,in g/cm3（二）表观密度（书上第7页的视密度）0=m/V0,in kg/m3or g/cm3Apparent density（三）堆积密度0=m/V0,Bulk density三者的区别与联系A、VV0=V+Vpore(孔）V o=(V+Vpore(孔)+Vspace(空)B、 0、0通常指干燥状态的，有时指气干的。 C、适用对象不同理想材料，或实际材料的局部0块状或散粒状测定方法磨细、排液法0直接计算法，或二次排液法等0直接堆积、量测法 二、与孔或空隙有关的物理性质（一）孔隙率PorosityP=Vpore/V0=(V0-V)/V0=(1-0/)100%（二）孔隙连通性Inter-connection,连通性Vpore=Vp,open+Vp,closed引伸P=Po+Pc（三）孔隙特征孔隙率+连通性！ （3）空隙率P=Vspace/V0=(1-0/0)100%英Spacing percentage常用材料的三种密度数据列于p.6的表1-1。 工程上的常见重要现象孔隙率密实度混凝土结构耐久性空隙率堆积的密实程度混凝土的砂石骨料、水泥浆的填充 三、与水有关的物理性质使用环境非水既气，非气即水（一）亲水性与憎水性以接触角为判据。 90,亲水性90,憎水性大部分建材是亲水性的，但不利于防水。 憎水性则有利于防水。 毛细现象（二）吸水性与吸湿性 （1）吸水性，Water adsorption饱水时，率吸水率Wm （2）吸湿性，Moisture adsorption平衡时，率含水率WmWm=?m/m100%（三）性抗渗性Resistance topermeation（四）抗冻性Frost resistance（五）耐水性软化系数K P=f w/f d0.85为限。 Water resistance 四、与热有关的物理性质（一）导热性，Thermal conductivity导热系数=Q a/(t1-t2)A zin W/(mK)。 越小，则？影响的因素孔隙特征含水的情况 四、与热有关的物理性质（二）热容量，Thermal capacity比热C=Q/m(t1-t2)，in kJ/(kg.K)（三）热膨胀,Thermal expansion热膨胀系数=?L/（L?T），in K-11.2力学性质Mechanical properties 一、强度，Strength种类拉伸，Tensionf f ten压缩，Compression剪切，Shear弯曲，Bending(flexural)f=P/Af ben=3PL/(2bh2),3-point bendingfben=PL/(bh2),4-point bending影响因素组成、结构气孔，裂纹孔隙率强度是大多数建材的最重要参数之一。 强度与裂纹的关系定量关系、最弱锁链补充知识强度与内在裂纹的关系断裂力学经典公式，Griffith公式ften=K IC/(k c1/2)建材的重要规律强度孔隙率的相关性！ 二、变形能力弹性与塑性（一）弹性变形与弹性（二）塑性变形与塑性（三）弹性模量E=/E表征在弹性范围内抵抗变形的能力。 三、受力破坏的特征脆性与韧性破坏前有无明显的塑性变形。 脆性材料特点拉压比很小，混凝土110不宜受拉不宜受振动或冲击荷载韧性材料特点有明显的破坏先兆重要的工程概念 四、硬度与耐磨性与强度相关1.3材料性能-组成-结构的关系化学组成有机、无机（金属-非金属）化学组成矿物组成结构层次宏观，肉眼可见细观，1mm-1?m微观，1?m-1A建材中，特别重要的微观结构分为晶体，微观粒子的有序排列非晶体体(又叫无定型）非晶体又分为玻璃体，微观粒子无序排列胶体，微观粒子无序分布玻璃体的特别！温度历史特别！能量特别！41.4建材使用的基本规律 一、基本规律建材的使用，应综合满足5方面要求 1、强度及其它物理性能（各） 2、耐久性（用） 3、可加工性（施） 4、适用性（用） 5、成本，经济性（各） 二、可加工性Workability又叫施工性能，指建材在土建施工现场易于加工成型、安装就位的性质。 胶凝材料可塑性，凝结，硬化混凝土和易性，工作性四个常见概念 1、凝结塑性浆体逐渐变稠而失去塑性，但尚未形成强度的过程。 Setting 2、初凝塑性浆体已失去流动性、正开始失去