《材料的基本性质》PPT课件.ppt

土木工程材料,CivilEngineeringMaterial,土木工程材料是指在土木工程中所使用的各种材料及其制品的总称，它是一切土木工程的物质基础。,万里长城,北京故宫,布达拉宫,承德避暑山庄,孔庙,孔庙,武当山古建筑群,云南丽江古城,山西平遥古城,开平碉楼与村落,福建土楼,赵州桥,应县木塔,五台山佛光寺,中央电视台新址,鸟巢,国家大剧院,雅典卫城,圆明园复原图,我国水泥产量发展示意图,2008年总产量13.9亿吨,碎石,卵石,黄砂,现场搅拌混凝土,纸面石膏板,平板玻璃,塑料管道,油毡,带肋钢筋,预应力钢绞线,H型钢,2008年中钢协会员单位粗钢产量排名,原木,板材,胶合板,大理石,花岗岩,济南青花岗岩,建筑陶瓷,生石灰,多孔砖,空心砖,加气混凝土砌块,预制混凝土空心板,彩钢门,绪论,建筑工程对材料的基本要求,1.必须具备足够的强度,能够安全地承受设计荷载;2.材料自身的质量以轻为宜,以减轻下部结构和地基的负荷;3.具有与使用环境相适应的耐久性,以减少维修费用;4.用于装饰的材料,应能美化房屋并产生一定的艺术效果;5.用于特殊部位的材料,应具有相应的特殊功能.,土木工程材料的分类1.按用途2.按化学成分,结构材料墙体材料功能材料,无机材料有机材料：植物材料、沥青材料、高分子材料复合材料：金属与非金属复合材料、有机与无机复合材料,金属材料非金属材料,黑色金属材料：钢、铁有色金属材料：铝、铜,天然石材陶瓷和玻璃无机胶凝材料砂浆、混凝土,材料的标准化1.标准的定义2.标准的内容3.标准的分类4.标准的表示方法,国家标准：GB行业标准：JC、JG地方标准：DB企业标准：QB,普通混凝土配合比设计规程JGJ55-2000,材料的基本状态参数1.密度：2.表观密度：3.堆积密度：,第二章材料的基本参数,4.孔隙率:5.空隙率:,练习题：某一块状材料的全干质量为100g，自然状态体积为40cm3，绝对密实状态下的体积为33cm3，试计算其密度、表观密度、孔隙率。,材料与水有关的性质,1.亲水性与憎水性,用“润湿角”来区分,憎水性材料的作用,1.可用作防水材料2.用于亲水性材料的表面处理，以降低其吸水性。,2.吸水性,用“吸水率”来表示分为”质量吸水率”和”体积吸水率”,吸水性:材料在浸水状态下吸入水分的能力,质量吸水率:材料吸水饱和时,其所吸收水分的质量占材料干燥时质量的百分率.,体积吸水率:是指材料体积内被水充实的程度.即材料吸水饱和时,所吸收水分的体积占干燥材料自然体积的百分率.,质量吸水率与体积吸水率的关系,影响材料吸水性大小的因素,1.材料本身是亲水的还是憎水的2.材料内部的孔隙率的大小3.孔隙特征,材料吸水对材料性质的影响,1.表观密度和导热性增大2.强度降低3.体积增大,总体来说,对材料的性能是不利的.,3.吸湿性:材料在潮湿空气中吸收空气中水分的性质,用“含水率”来表示,影响含水率大小的因素,1.本身是亲水的还是憎水的2.孔隙率与孔隙特征3.周围环境的温度、湿度,“平衡含水率”的概念,4.耐水性：材料长期在饱和水作用下而不破坏，其强度也不显著降低的性质。,用“软化系数”来表示,5.抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性质。,用”抗渗标号”或”抗渗等级”来表示,影响材料抗渗性的因素,1.孔隙率2.孔隙特征,6.抗冻性:材料在吸水饱和状态下,能经受多次冻结和融化作用而不破坏,同时强度不严重降低的性质.,用”抗冻标号”来表示,影响材料抗冻性的因素,1.材料的孔隙率和孔隙特征2.材料的吸水饱和程度3.材料的强度,材料的热性质导热性:材料传导热量的能力,用“导热系数”来表示,几种典型材料及物质的导热系数,热容量:材料加热时吸收热量,冷却时放出热量的能力.,用“比热”来表示,比热:表示1kg的材料,温度升高1K时所吸收的热量,或降低1K时放出的热量,几种典型材料及物质的比热,热变形性:是指材料在温度变化时其尺寸的变化.,用”线膨胀系数“来表示,材料的力学性质:是指材料在外力作用下,有关抵抗破坏和变形的能力的性质.,材料的力学性质,包括:强度及变形两个方面,材料的强度:材料可抵抗外力作用而引起破坏的最大能力.,按照受力的不同,强度可分为抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、抗弯强度。,F,l,b,h,比强度：按单位质量计算的材料强度，其值等于材料的强度与其表观密度之比。,用于衡量材料的轻质高强性能,材料的弹性:材料在外力作用下产生变形,当外力取消后,材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质.,E是衡量材料抵抗变形能力的一个指标,塑性：在外力作用下材料产生变形，如果取消外力，仍保持变形后的形状尺寸，并且不产生裂缝的性质。,塑性变形不可逆,脆性：在外力作用下，当外力达到一定限度后，材料无明显的塑性变形而又突然破坏的性质。,脆性材料的特点：1.抗压强度高；2.抗拉强度低.,韧性:在冲击、震动荷载作用下，材料能吸收较大的能量，产生一定的变形而不致被破坏的性能。,硬度：材料表面能抵抗其他较硬物体压入或刻划的能力。,天然石材的硬度用“刻划法”表示；金属材料的硬度用“压入法”表示。,耐磨性：材料表面抵抗磨损的能力。,磨损率,材料的耐久性：材料在使用过程中能长久保持原有性质的能力。,耐久性是一个综合指标：抗冻性、抗风化性、抗老化性、耐化学腐蚀性等。,外界的破坏作用,物理作用化学作用生物作用,干湿变化温度变化冻融变化,酸、碱、盐水溶液及气体的侵蚀,昆虫、菌类产生的蛀蚀、腐朽,提高材料耐久性的作用,延长建筑物的使用寿命；减少使用期间的维修费用。,提高材料耐久性的措施,1.减轻大气或周围介质对材料的破坏作用；2.提高材料本身对外界作用的抵抗能力；3.采用其他材料保护主体材料免受破坏。,作业,1.何谓材料的密度、表观密度和堆积密度？如何计算？2.建筑材料的亲水性和憎水性在建筑工程中有什么实际意义?3.何谓材料的吸水性、吸湿性、耐水性、抗渗性和抗冻性？各用什么指标表示？4.弹性材料与塑性材料有何不同?5.何谓材料的强度?根据外力作用方式不同,各种强度如何计算?其单位如何表示?,1.某工地所用卵石材料的密度2.65kg/m3，表观密度为2.61g/cm3,堆积密度为1680kg/m3,计算此石子的孔隙率与空隙率?2.有一块烧结普通砖，在吸水饱和状态下重2900g，其绝干质量为2550g。经干燥并磨成细粉后取50g，用排水法测得绝对密实体积为18.62cm3.试计算该砖的吸水率、密度、孔隙率?,3.某石材在气干、绝干、水饱和状态下测得抗压强度分别为174、178、165MPa，求该石材的软化系数，并判断该石材可否用于水下工程？,1.含水率为4%的湿砂重100g，其中水的重量4g。2.热容量大的材料导热性大，受外界气温影响室内温度变化比较快。3.材料的孔隙率相同旱，连通粗孔者比封闭微孔者的导热系数大。4.从室外取重为G1的砖一块，浸水饱和后重为G2，烘干后重为G3，则砖的质量吸水率为W=（G2-G3）/G1。5.同一种材料，其表观密度越大，则其孔隙率越大。,判断是非题,6.将某种含水的材料，置于不同外部环境中，分别测得其密度，其中以干燥条件下的密度最小。7.吸水率小的材料，其孔隙率是最小。8.材料的抗冻性与材料的孔隙率有关，与孔隙中的水饱和程度无关。9.在进行材料抗压强度试验时，大试件较小试件的试验结果值偏小。10.材料在进行强度试验时，加荷速度快者较加荷速度慢者的试验结果值偏小。,.材料的吸水性（）表示，吸湿性用（）表示。.材料耐水性的强弱可以用（）来表示，材料耐水性愈好，该值愈（）。.称取松散密度为1400kg/m3的干砂200g，装入广口瓶中，再把瓶中注满水，这时称重为500g。已知空瓶加满水时的重量为377g，则该砂的表观密度（），空隙率为（）。,填空题,.同种材料的孔隙率愈（），材料的强度愈高；当材料的孔隙率一定时，（）孔隙率愈多，材料的绝热性愈好。.当材料的孔隙率增大时，则其密度（），松散密度（），强度（），吸水率（），抗渗性（），抗冻性（）。.材料作抗压强度试验时，大试件测得的强度值偏低，而小试件相反，其原因是（）和（）。,选择题,1.普通混凝土标准试件经28d标准养护后测得抗压强度为22.6MPa,同时又测得同批混凝土水饱后的抗压强度为21.5MPa,干燥状态测得抗压强度为24.5MPa,该混凝土的软化系数为().A.0.96B.0.92C.0.13D.0.882.材料的抗渗性指材料抵抗()渗透的性质.A.水B.潮气C.压力水D.饱和水,3.有一块砖重2625g,其含水率为5%,该湿砖所含水量为().A.131.25gB.129.76C.130.34D.1254.材料的耐水性指材料()而不破坏,其强度也不显著降低的性质.A.在水作用下B.在压力水作用下C.长期有饱和水作用下D.长期在湿气作用下5.材料吸水后,将使材料的()提高.A.耐久性B.强度及导热系数C.密度D.表观密度和导热系数,6.通常材料的软化系数为()时,可以认为是耐水材料.A.0.95B.0.85C.0.757.含水率为5%的砂220kg,将其干燥后重量是()kg.A