01土木工程材料——建筑材料的基本性质

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1、第1章土木工程材料的基本性质古代佛塔，基材：石头凤凰山飞来塔湖南吊脚楼，基材：木材故宫太和殿，基材：木材水立方，基材：薄膜及钢材鸟巢，基材：钢材福建土楼，世界文化物资遗产名录基材：粘土东方明珠：高467.9米，亚洲第一，世界第三高塔，是上海的地标之一。东方明珠塔下部凭借三根直径9米的擎天立柱，上部由太空舱、上球体、下球体、五个小球、塔座和广场组成。东方明珠塔最有特色的是把11个大小不一、高低错落的球体串联在一起。两个大的球体直径分别为下球体50米和上球体45米。连接它们的是三根直径为9米的擎天立柱。最高处球体直

2、径是14米。基材：钢筋混凝土和钢材结语：大千世界，无奇不有。人类可以充分发挥自己的想象力和聪明才智，运用大自然中的一切可以利用的材料来实现各种巧夺天工、气势恢弘的建筑。画外音：大自然是人类智慧的源泉，也是我们建筑工程师的最好的导师。而材料就是实现这一切的基石。材料的基本性质材料的基本力学性质材料的耐久性材料的组成、结构、构造与性质思考题本章内容一、材料的密度、表观密度和堆积密度1.密度材料在绝对密实状态下单位体积的质量，称为材料的密度(俗称比重)。其计算式如下：(1.4)式中——材料的密度(g/cm3)。m——材料

3、的质量(干燥至恒重)(g)。V——材料的绝对密实体积(cm3)。1.1材料的基本物理性质材料的基本物理性质2.表观密度材料在自然状态下单位体积的质量，称为材料的表观密度(原称容重)。其计算式如下：(1.5)式中——材料的表观密度(kg/m3)。m——材料的质量(kg)。V0——材料在自然状态下的体积(m3)。材料的基本物理性质3.堆积密度散粒材料在堆积状态下单位堆积体积的质量，称为材料的堆积密度(原称松散容重)。其计算式如下：(1.6)式中——散粒材料的堆积密度(kg/m3)。m——材料的质量(kg)。——散粒材料

4、的堆积体积(m3)。材料的基本物理性质4、密实度和孔隙率（1）密实度（）——材料体积内被固体物质所充实的程度（2）孔隙率（）——材料中孔隙体积占材料总体积的百分率5、填充率和空隙率（1）填充率（）——指散装材料在某容器的堆积体积中，被其颗粒填充的程度（2）空隙率（）——散粒材料在堆积状态下，颗粒间的空隙体积占堆积体积的百分率材料密度表观密度堆积密度块状物质堆积物质密实度孔隙率填充率空隙率绝对密实、自然状态下注：见试验1（李氏瓶测密度）材料的基本物理性质表1-1常用土木工程材料的密度、表观密度和堆积密度材料名称密度(

5、g/cm3)表观密度(kg/m3)堆积密度(kg/m3)石灰岩2.6～2.81800～2600—花岗岩2.7～3.02000～2850—水泥2.8～3.1—900～1300(松散堆积)1400～1700(紧密堆积)混凝土用砂2.5～2.6—1450～1650混凝土用石2.6～2.9—1400～1700普通混凝土—2100～2500—粘土2.5～2.7—1600～1800钢材7.857850—铝合金2.7～2.92700～2900—烧结普通砖2.5～2.71500～1800—建筑陶瓷2.5～2.71800～2500—

6、红松木1.55～1.60400～800—玻璃2.45～2.552450～2550—泡沫塑料—10～50—材料的基本物理性质四、材料与水有关的性质1.亲水性与憎水性材料、水和空气三相接触的交点处，沿水表面的切线与水和固体接触面所成的夹角称为润湿角亲水性材料（）(b)憎水性材（）图1.3材料的润湿角材料的基本物理性质2.吸水性材料在水中吸收水分的性质称为吸水性。材料的吸水性用吸水率表示，材料的吸水率有质量吸水率和体积吸水率两种表达形式。1）质量吸水率——指材料吸水饱和时，所吸收水量占材料干质量的百分率式中Ｗm——材料的

7、质量吸水率(%)。mb——材料在吸水饱和状态下的质量(g)。mg——材料在干燥状态下的质量(g)。材料的基本物理性质2)体积吸水率——指材料吸水饱和时，所吸收水分的体积占材料自然体积的百分率(1.10)式中Ｗv——材料的体积吸水率(%)。mb——材料在吸水饱和状态下的质量(g)。mg——材料在干燥状态下的质量(g)。V0——材料的自然体积(cm3)。——水的密度，常温下取1.0g/cm3。材料的吸水率一般用质量吸水率表示。体积吸水率与质量吸水率之间存在以下关系：(1.11)材料吸水率的大小主要取决于它的孔隙率和孔隙

8、特征。3.吸湿性材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性。材料的吸湿性用含水率表示，材料的吸湿性是可逆的。式中Ｗh——材料的含水率(%)。ms——材料吸湿后的质量(g)。mg——材料在干燥状态下的质量(g)。材料的基本物理性质4.耐水性材料长期在水的作用下不破坏，强度也不显著降低的性质称耐水性。材料的耐水性用软化系数来衡量（1.13）式中——材料的软化系数。