土木工程材料绪论

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1、土木工程材料CivilEngineeringMaterials1.1概述1.2材料的基本状态参数1.3材料的力学性质1.4材料与水有关的性质1.5材料的热性质1.6材料的耐久性1.7习题第一章绪论1.1概述1.1.1土木工程材料的定义土木工程材料是指用于土木结构的所有材料的总称，是建筑物与构筑物的重要物质基础。芜湖长江大桥东方明珠电视塔1.1.2土木工程材料发展历程古代人类（天然材料）；石器、铁器时代（天然材料+人工制造）；封建社会（砖、石、木材）；资本主义的兴起（18~19世纪，出现钢材、水泥、混凝土以及钢筋混凝土）；20世纪后（特殊功能材料，装饰材料）。土木工程材料新阶段我

2、国古代建筑的成就长城洛阳桥佛光寺大殿二宜楼布达拉宫草棚马丘比丘古建筑遗址国外古代建筑的成就胡夫金字塔利比亚大莱普提斯古罗马遗迹约旦查拉什古罗马时期老城遗址上海环球金融中心现代建筑的成就上海明珠巴黎艾菲尔铁塔悉尼歌剧院道路、桥梁、水坝高速公路明石海峡桥青马大桥金门大桥江阴大桥三峡大坝葛洲坝海上钻井平台1.1.3土木工程材料发展趋势性能方面：轻质、高强、耐久、多功能原材料方面：节约资源，利用再生资源及工农业废料生产工艺方面：引进现代技术，降低能源消耗，减少环境污染产品型式方面：发展预制技术，提高构件化、单元化发展智能材料：自感知、自调节、自修复1.1.4关于土木工程材料的

3、学习（两问）What土木工程材料学什么？How土木工程材料如何学？1.1.5土木工程材料分类1.按化学成分分类2.按来源分类3.按功能分类4.按用途分类有两大类：天然材料：石材、粘土、植物、毛皮等；人工材料：金属、水泥、水泥砼、陶瓷、玻璃、塑料、橡胶、纤维等有三大类：无机材料：金属、非金属有机材料：植物、高分子、沥青复合材料：有机－无机金属－非金属有两大类：承重材料、功能材料。结构材料、墙体材料、屋面材料、地面材料、吊顶材料、墙面材料、道路桥梁材料等。1.1.6土木工程材料的标准化1.国家标准(1)国家标准(代号GB)、推荐性标准(代号GB／T)(2)标准名称——部门代号——编

4、号——批准年份例：2.行业标准如：建工行业标准(代号JG)冶金行业标准(代号YB)交通行业标准(代号JT)强制性标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175-1999发布年号发布顺序标准代号标准名称3.地方标准或企业标准高于国家标准1.1.6土木工程材料的标准化5.国外标准ASA-AmericanStandardAssociation美国标准BS-BritishStandard英国标准DIN–DeutschIndustrieNormen德国标准ISO-InternationalStandardOrganization国际标准协会4.国际标准：ISO1.1.6土木工程材料的地位专

5、业课土木工程材料上层建筑基础1.2材料的基本状态参数1.2.1几种密度1.密度2.表观密度3.堆积密度mVBmmVKVsV0Vp开口孔隙闭口孔隙矿物实体材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。材料在自然状态下，单位体积的质量。散粒材料在堆积状态下，单位体积的质量。1.2材料的基本状态参数1.2.1几种密度1.密度：材料在绝对密实状态下，单位实体体积的质量。2.表观密度：材料单位表观体积（内部空隙+实体）的干质量。1.2.1几种密度材料内部孔隙示意图——反映散粒堆积的紧密（压实）程度及可能的堆放空间。3.堆积密度：散粒状材料单位堆积体积（开口+闭口+实体+间隙）的质量。1.2.1几

6、种密度刮平，容量桶的容积即为材料堆积体积表1—1材料密度概念小结密度类型密度表观密度堆积密度定义石料矿质实体单位真实体积的质量石料矿质实体包括闭口孔隙在内的单位表观体积的质量集料颗粒矿质实体的单位装填体积（包括集料颗粒间空隙体积、集料矿质实体及全部孔隙体积）的质量计算公式测定体积方法将材料磨成细粉，干燥后用排液法测得粉末体积。形状规则：直接度量形状不规则：排液法常用所填充满的容器的标定容积表示材料名称密度g/cm3表观密度g/cm3堆积密度g/cm3钢材7.85————松木1.550.40~0.80——水泥2.80~3.20——900~1300砂2.662.651450~165

7、0碎石（石灰石）2.60~2.802.601400~1700普通混凝土2.601.95~2.50——普通黏土砖2.6016.0~1.90——表1—2常用材料密度1.2.2孔隙率和空隙率1.孔隙率与密实度(对应概念)—单块材料孔隙率密实度材料内部孔隙示意图2.空隙率与填充率—散粒状材料空隙率填充度1.2.2孔隙率和空隙率ActiveParticles颗粒Voids空隙1.3材料的力学性质1.3.1强度与比强度强度：材料在外力作用下不破坏时能承受的最大应力。比强度：材料强度与单位体积质量之比。抗