土木工程材料材料基本性质PPT.ppt

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1、第2章材料基本性质教学要求：掌握材料的物理性质和力学性质了解材料的耐久性、装饰性等等1.材料的密度、表观密度和堆积密度1.1密度定义：材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。可按下式计算：–––密度，g/cm3；m–––材料在干燥状态下的质量，g；V–––材料在绝对密实状态下的体积，cm3。（density）一、材料的物理性质测量方法有较多孔隙的材料，采用磨细后（粒径＜0.02mm）用李氏瓶测定其体积的方法。某些致密材料，如卵石等，可用直接排液法，用这种方法测量的体积，由于无法排除内部封闭的

2、孔隙，所以称这样测得的密度为近似密度(a)－视密度。1.2表观密度定义：材料在自然状态下，单位体积的质量。计算：0–––表现密度，g/cm3或kg/m3；m–––材料的质量，g，或kg；V0–––材料在自然状态下的体积，cm3或m3。（unitweight）1.3堆积密度定义：粉状或粒状材料，在堆积状态下，单位体积的质量。计算：0–––堆积密度，kg/m3；m–––材料的质量，kg；V0–––松散材料的堆积体积，m3。（heapeddensity）V0VVKVB开口孔封闭孔闭口孔隙自然状

3、态下的块状材料开口孔隙实体实体空隙开口孔隙封闭孔隙装在容器里的粒状、粉状或块状材料V0´VVKVBV02.材料的孔隙率和空隙率2.1材料的孔隙(1)孔隙率:材料内部孔隙体积占材料总体积的百分率材料的孔隙从两个方面对材料的性能产生影响：一是孔隙的多少（孔隙数量），二是孔隙特征。孔隙数量用孔隙率表征。(2)密实度:材料内部固体物质的实际体积占材料总体积的百分率孔隙特征主要有两方面：（1）按孔隙尺寸大小分微孔、细孔和大孔；（2）按孔隙是否与外界连通分为与外界连通的开口孔和不与外界连通的封闭孔（闭口孔）。把

4、开口孔体积记为Vk，闭口孔体积记为VB，则孔隙体积Vｐ=Vk+VB定义开口孔孔隙率为定义闭口孔孔隙率为则孔隙率为散粒材料颗粒间的空隙多少用空隙率表示。(1)空隙率:散粒材料颗粒间的空隙体积占堆积体积的百分率2.2材料的空隙(2)填充率:颗粒的自然状态体积占堆积体积的百分率(a)亲水性材料(b)憎水性材料90亲水材料90憎水材料3.1材料的亲水性与憎水性润湿边角:在材料、水和空气的三相交叉点处沿水滴表面作切线，切线与材料和水接触面的夹角。3.材料与水有关的性质3.2材料的含水状态四种基

5、本含水状态：干燥状态——材料孔隙中不含或含水极微；气干状态——材料孔隙中所含水与大气湿度平衡；饱和面干状态——材料表面干燥，孔隙含水饱和；湿润状态——材料孔隙含水饱和，表面为水湿润附有一层水膜。材料也可处于两种基本含水状态之间的过渡状态饱和水表面水材料的含水状态(a)干燥状态(b)气干状态(c)饱和面干状态(d)湿润状态(a)(b)(c)(d)3.3材料的吸湿性和吸水性吸湿性––––亲水材料在潮湿空气中吸收水分的性质。用含水率表示Wh––––含水率；％ms––––材料含水状态下的质量，g；mg–––

6、–材料干燥状态下的质量，g。材料的含水率随环境温度和湿度变化而变化。平衡含水率：材料中所含水分与环境温度所对应的湿度相平衡时的含水率。材料在干燥空气中放出所含水分的性质称还湿性。（2）吸水性——材料在水中吸水的性质。用吸水率表示，有质量吸水率和体积吸水率两个定义：质量吸水率——材料吸水饱和时，吸收的水分质量占材料干燥时质量的百分率；体积吸水率——材料吸水饱和时，吸收的水分体积占材料干燥时体积的百分率；材料的体积吸水率等于其重量吸水率乘上材料干燥状态时的表观密度。工程上，建筑材料一般采用质量吸水率，如

7、粘土砖为8～20％。吸水性和吸湿性会使材料绝热性降低，强度和耐久性产生不同程度的下降，体积发生变化，影响材料使用。3.4耐水性定义材料长期在水作用下不破坏、强度也不显著降低的性质。用软化系数表示：kR=fb/fg。公式中fb表示材料在饱水状态下的抗压强度，Mpa；fg表示材料在干燥状态下的抗压强度，MpakR在0～1之间，不同材料的kR值相差很大，如粘土kR=0，而金属kR=1；土木工程中将kR＞0.85的材料称为耐水材料，用于潮湿环境中的重要结构。3.5抗渗性定义材料抵抗压力水渗透的性质常用渗透系

8、数或抗渗标号表示：渗透系数：ks––––渗透系数，cm/h；Q––––透水量，cm³；d––––试件厚度，cm；A––––透水面积，cm²；t––––时间，h；H––––静水压力水头，cm。抗渗性用抗渗等级Pn表示，抗渗等级是以规定的试件在规定的试验条件下，所能承受的最大水压力来确定；其中的n，表示材料所能承受的最大水压力（Mpa）的10倍，例如P4、P6、P10表示材料最大能承受0.4、0.6、1.0Mpa的水压力而不渗水。材料的渗透系数越小或抗渗标号越高表明材料的