《第一章土木工程材料基本性質(zhì)課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《第一章土木工程材料基本性質(zhì)課件.ppt（33頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、土木工程材料,Civil Engineering Materials Construction Materials,2,第一章 土木工程材料的基本性質(zhì),3,直接影響工程結(jié)構(gòu)的可靠性、耐久性和使用壽命,使用環(huán)境不同，要求具有性質(zhì)也不同,4,一、材料組成,化學(xué)組成,單質(zhì)、化合物質(zhì)量百分比,礦物組成,礦物：,第一節(jié) 土木工程材料的組成結(jié)構(gòu)與性質(zhì),組成材料的單質(zhì)及化合物的特定組合形式。,礦物組成就是組成材料各種礦物的質(zhì)量百分比。,材料的組成直接影響材料的性能,5,二、材料的結(jié)構(gòu),決定性能另一個(gè)及其重要因素,宏觀結(jié)構(gòu),肉眼或放大鏡能看到的粗大組織,1、按材料孔隙特征,致密結(jié)構(gòu),多孔結(jié)構(gòu),微孔結(jié)構(gòu),不吸水

2、或吸水性很小的材料結(jié)構(gòu)。如金屬材料、致密石材、玻璃、塑料、橡膠等。,粗大孔隙材料的結(jié)構(gòu)。如加氣混凝土、泡沫混凝土、泡沫塑料及人造輕質(zhì)多孔材料。,微細(xì)孔隙材料的結(jié)構(gòu)。如石膏制品、低溫?zé)Y(jié)黏土制品。,6,2、按材料組織構(gòu)造特征,堆聚結(jié)構(gòu),纖維結(jié)構(gòu),層狀結(jié)構(gòu),散粒結(jié)構(gòu),紋理結(jié)構(gòu),由集料與具有膠凝性或黏結(jié)性物質(zhì)膠結(jié)而成如水泥混凝土、砂漿、瀝青混合料等。,指由天然或人工合成纖維物質(zhì)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。如木材、玻璃纖維等。,指具有疊合結(jié)構(gòu)的層狀結(jié)構(gòu)。如膠合板、紙面石膏板等各種疊合成層狀的板材。,呈松散顆粒狀構(gòu)造的材料。如砂、石及粉狀或顆粒狀的材料,天然材料在生長或形成過程中自然造就的天然紋理。如木材、大理石、人造

3、花崗巖板材等。,7,細(xì)觀結(jié)構(gòu),顯微鏡,晶體結(jié)構(gòu),玻璃體結(jié)構(gòu),膠體結(jié)構(gòu),微觀結(jié)構(gòu),電子顯微鏡,由離子、原子或分子在空間上按照特定規(guī)則呈周期性排列,熔融物冷卻凝固過程中，如果冷卻速度較快，質(zhì)點(diǎn)來不及按一定規(guī)則排列，便形成玻璃體,膠體是由微小的粒子分散在介質(zhì)中,8,一、材料的密度、表觀密度和堆積密度,材料的密度,烘干，磨成細(xì)粉、李氏瓶,第二節(jié) 材料的物理性質(zhì),9,材料的表觀密度,外觀規(guī)則：用尺量測(cè),外觀不規(guī)則：涂蠟，排水法,表觀體積：,表觀密度大小與含水情況有關(guān)。,10,含水狀態(tài)分為四種：,干燥狀態(tài),氣干狀態(tài),飽和面干狀態(tài),濕潤狀態(tài),11,含水狀態(tài):完全干燥 氣 干 飽和面干 含水濕潤,完全干燥 氣

4、 干 飽和面干 含水濕潤,放入水中，取出，到不滴水,表面剛干燥,放在空氣中直到質(zhì)量不再變化,放入烘箱烘干直至恒重,12,材料的堆積密度,若搗實(shí)，則稱為緊密堆積密度,散粒材料,13,密度：,表觀密度：,堆積密度：,表觀體積=材料實(shí)體積+材料內(nèi)孔隙體積,堆積體積=材料實(shí)體積+顆粒內(nèi)孔隙體積+顆粒間空隙,小結(jié)：,塊材、散粒,散粒,14,二、材料的孔隙率與密實(shí)度,孔隙率,材料內(nèi)部孔隙體積占材料表觀體積的百分比,15,密實(shí)度,材料內(nèi)部固體物質(zhì)占材料表觀體積的百分比,孔隙率或密實(shí)度反映材料結(jié)構(gòu)致密程度，直接影響材料的力學(xué)性能及耐久性，但不能反映孔徑的分布狀況，及開放、封閉，連通、孤立特征。,16,三、材料

5、的空隙率與填充率,空隙率,散粒,散粒材料顆粒間空隙體積占堆積體積的百分比,17,填充率,自然狀態(tài)下，散粒材料顆粒體積占堆積體積的百分比,18,四、材料與水有關(guān)的性質(zhì),親水性,憎水性,材料分子-水分子親和力,水分子-水分子內(nèi)聚力,材料分子-水分子親和力,水分子-水分子內(nèi)聚力,潤濕邊角,能被水潤濕親水材料,不能被水潤濕憎水材料,沿水滴表面做切線，切線與材料表面的夾角,19,吸水性,材料能在水中吸收水分的性質(zhì),質(zhì)量吸水率,體積吸水率,20,吸濕性,潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì),還濕性,含水率,潮濕材料在干燥空氣中放出水分的性質(zhì),21,材料的耐水性,軟化系數(shù),材料長期在水作用下不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性

6、質(zhì),22,材料的抗?jié)B性,材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì),滲透系數(shù),P4、P6、P8分別表示材料最大能承受0.4MPa、 0.6MPa、 0.8MPa的水壓力而不滲水,23,材料的抗凍性,最大凍融循環(huán)次數(shù),材料在飽水狀態(tài)下，能經(jīng)受多少次凍融循環(huán)作用而不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì),-2020 0C凍融循環(huán)條件下，試件質(zhì)量損失不超過5%，強(qiáng)度損失不超過25%時(shí)所能承受的最大凍融循環(huán)次數(shù)。Fn F25、F50,24,五、材料的熱工性質(zhì),導(dǎo)熱性,熱容量,比熱,導(dǎo)熱系數(shù),材料傳導(dǎo)熱量的性質(zhì),材料受熱時(shí)吸收熱量和冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì),25,小結(jié),熱容量比熱,比熱,導(dǎo)熱系數(shù),親水性,憎水性,潤濕邊角,吸水性,質(zhì)量

7、吸水率,體積吸水率,吸濕性,含水率,耐水性性,軟化系數(shù),抗?jié)B性,滲透系數(shù),抗凍性,最大凍融循環(huán)次數(shù),導(dǎo)熱性,26,一、材料的強(qiáng)度、比強(qiáng)度與理論強(qiáng)度,變形性和抵抗破壞的性質(zhì),第三節(jié) 材料的力學(xué)性質(zhì),強(qiáng)度,材料在外力作用下不破壞的時(shí)能承受的最大應(yīng)力,27,比強(qiáng)度,強(qiáng)度/表觀密度,衡量輕質(zhì)高強(qiáng)的指標(biāo),理論強(qiáng)度,晶格缺陷 微裂縫,約為實(shí)際強(qiáng)度的100倍,從材料結(jié)構(gòu)理論上分析，材料所能承受的最大應(yīng)力,28,二、材料的彈性與塑性,彈性,塑性,彈性變形,材料在外力作用下產(chǎn)生變形，外力去除后能完全恢復(fù)到原始形狀的性質(zhì)，,這種能恢復(fù)的變形稱為彈性變形,材料在外力作用下產(chǎn)生變形，外力去除后有一部分變形不能恢復(fù)的性

8、質(zhì),彈性變形,這種不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形,29,三、材料的脆性與韌性,脆性,材料受外力作用突然破壞，且破壞時(shí)無明顯塑性變形的性質(zhì),抗拉強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度,砼、磚等,韌性,材料在沖擊或振動(dòng)荷載作用下吸收較大能量，同時(shí)產(chǎn)生較大變形而不破壞的性質(zhì),鋼筋,抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度基本相等,30,四、材料的強(qiáng)度等級(jí),砼：C,C10、C20,磚：MU,MU5、MU10,砂漿：M,M5、M10,31,五、材料的硬度與耐磨性,硬度,材料表面抵抗硬物壓入或刻劃的性質(zhì),耐磨性,材料表面抵抗磨損的能力,32,一、材料經(jīng)受的環(huán)境作用,第四節(jié) 材料的耐久性,物理作用,化學(xué)作用,機(jī)械作用,生物作用,材料在環(huán)境的多種因素作用下，能經(jīng)久不改變其原有性質(zhì)、不破壞，長久保持其使用性能的性質(zhì)物理作用,33,二、材料耐久性測(cè)定,三、提高材料耐久性的重要意義,保證建筑物的耐久性,采用快速檢驗(yàn)法，實(shí)質(zhì)是模擬實(shí)際使用條件，將材料在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行相關(guān)的快速試驗(yàn),在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行快速試驗(yàn)的項(xiàng)目主要有干濕循環(huán)、凍融循環(huán)、加濕與紫外線干燥循環(huán)、碳化、鹽溶液浸漬與干燥循環(huán)、化學(xué)介質(zhì)浸漬等。,