2019年 第1章土木工程材料的基本性质ppt课件.ppt

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1、第一章、土木工程材料的基本性质1、材料的基本物理性质2、材料的力学性质3、材料与水有关的性质4、材料的热性质5、材料的耐久性一、材料的基本物理性质1、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。公式：单位：g/cm3。式中ρ－密度（g/cm3）m－材料的质量（g）V－材料在绝对密实状态下的体积（cm3）实际密度的测量绝对密实状态下的体积－是指不包括材料任何孔隙在内的体积。实际密度的测量：1）对近于绝对密实的材料：金属、玻璃等可以量测几何体积－称重－代入公式2）对有孔隙的材料：砖、混凝土、石材等可以磨成细粉－

2、李氏比重瓶法测试李氏比重瓶（2）表观密度（容重）－材料在自然状态下单位体积的质量。单位g/cm3或kg/m3。公式：式中ρo－表观密度（g/cm3）m－材料的质量（g）Vo－材料在自然状态下的体积（cm3）表观密度的测量自然状态下的体积－是指包含材料内部孔隙在内的体积。材料内部孔隙含有水分时，其质量和体积均发生变化。注明含水情况。表观密度的测量：1）对形状规则的材料：砖、混凝土、石材烘干－量测几何体积－称重－代入公式2）对形状不规则的材料：（为什么要用蜡密封？）烘干－蜡封－浮力天平（3）堆积密度（松散容重）－散粒状材料在自然堆积状态下单位体

3、积的质量。单位g/cm3或kg/m3公式：式中－堆积密度（g/cm3）m－材料的质量（g）－材料的堆积体积（cm3）堆积密度的测量堆积体积－是指包含颗粒内部孔隙和颗粒之间的空隙在内的体积。堆积密度的测量：1）容器法：散粒材料装入容器－量测体积－称净重－代入公式2）自然堆积法：堆积成一定形状－量测几何体积－称重－代入公式（1）孔隙率－指材料体积内，孔隙体积与总体积之比。直接反映材料的致密程度。公式孔结构－孔隙率＋孔径尺寸＋开口形状影响材料的：强度、吸水性、耐久性、导热性2、材料的孔隙率和密实度孔隙的类型：孤立孔、连通孔、开口孔隙、闭口孔隙开口

4、孔隙率为开口孔隙体积占材料总体积的比率。闭口孔隙率为闭口孔隙体积占材料总体积的比率。。孔隙的影响一般随材料内部孔隙的增加，表现为：表观密度↓；强度↓、耐磨性↓；抗冻性↓、抗渗性↓、耐水性↓、耐腐蚀性↓、其它耐久性↓；吸水性↑、吸湿性↑；保温性↑；（2）材料的密实度：指材料体积内被固体物质所充实的程度。反映材料的致密程度。公式孔隙率与密实度的关系P+D=1例题：已知一块状材料在干燥状态下质量为120g，自然状态下的体积为40cm3，绝对密度体积35cm3求这材的密度、表观密度、密实度、孔隙率。3、材料的填充率和空隙率（1）填充率－指散粒材料在

5、某容器的堆积体积中，被其颗粒填充的程度。反映散粒材料堆积的致密程度。公式（2）空隙率－散粒材料在某容器的堆积体积中，颗粒之间的空隙体积占总体积的比率。公式空隙率与填充率的关系二、材料的力学性质1、强度和比强度强度－材料在外力（荷载）作用下抵抗破坏的能力称为强度。依受力形式有：抗压强度、抗拉强度、抗弯强度;抗剪强度等材料的抗压、抗拉、抗剪强度可直接由下式计算：式中f——材料的抗压、抗拉或抗剪强度，MPa；P——材料破坏时的最大荷载，N；　A——受力截面面积，mm2。对于抗弯强度，有两种计算方式。将抗弯试件放在两支点上，当外力为作用

6、在试件中心的集中荷载，且试件截面为矩形时，抗弯强度（也称抗折强度）可用下式计算：若在此试件跨距的三分点上加两个相等的集中荷载（P/2），抗弯强度按下式计算：式中——材料的抗弯（抗折）强度，MPa；　　P——材料破坏时的最大荷载,N；b，h——试件横截面的宽和高，mm。影响材料强度的因素：孔隙率、表观密度、含水状态、温度情况数显陶瓷砖抗折仪(抗折机)强度等级与比强度建筑材料常根据极限强度的大小，划分为不同的强度等级或标号。混凝土按抗压强度划分为C15～C80水泥按抗压和抗拉强度划分为32.5~62.5砂浆按抗压强度划分为M2.5

7、～M20六个等级比强度反映材料轻质高强的力学参数是比强度，比强度是指按单位体积质量计算的材料强度，即材料的强度与其表观密度之比（f/ρ0）。几种主要材料的比强度材料表观密度/(kg/m3)强度/MPa比强度低碳钢78504200.054普通混凝土（抗压）2400400.017松木（顺纹抗拉）5001000.200玻璃钢20004500.225烧结普通砖（抗压）1700100.0062、材料的弹性与塑性弹性－材料在外力的作用下产生变形，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。弹性模量E=σ/ε塑性－材料在外力的作用下产生变形

8、，当外力取消后，仍保持变形后的形状和尺寸，并且不产生裂缝的性质。实际的材料并不存在理想的弹性变形和塑性变形。弹性变形与塑性变形的区别在于，前者为可逆变形，后者为不可逆变形。材料的