土木工程材料经典课件.ppt

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1、土木工程材料教学目的：使学生掌握土木工程材料的制备、性质、用途、质量检测和控制方法。掌握土木工程材料的选用及改善性能的途径。绪论第一章1.1概述土木工程材料与土木工程的关系：土木工程材料是一切土木工程的物质基础(一)土木工程材料的各项物理力学性能是结构设计的基本依据。(二)土木工程材料是选择施工方案和进行施工设计的基础。(三)土木工程材料费用约占土木工程总投资的60％～70％，是控制土木工程成本的关键。(四)土木工程材料的质量直接影响土木工程的质量。1.1.1土木工程材料的分类土木工程材料品种繁多，我们可按不同原则进行分类：(1)按材料在工程中的功能分类结构材料它们在建筑中承受各种荷载

2、，起骨架作用，其质量好坏直接危及结构安全，属于这类材料的有钢材、水泥混凝土等。围护与隔绝材料它们在建筑中起围护与隔绝作用，以便形成建筑空间，这些材料应具有绝热、隔声、防水等功能，又称功能材料。装饰材料特种功能材料用于建筑物内外的装饰，其色彩和质感均应满足建筑内外环境设计的要求。其中包括耐高温、抗强腐蚀、防辐射、太阳能转换等具有特种功能要求的材料。(2)按材料的化学成分分类无机材料有机材料复合材料金属材料非金属材料植物材料沥青材料合成高分子材料钢、铝等碳、水泥、石材、混凝土玻璃等木材、竹材石油沥青、煤沥青及其制品塑料、合成橡胶等金属–––非金属有机–––无机1.1.2土木工程材料的标

3、准化标准内容:规格、分类、技术要求、检验方法、验收规则、标志、运输和贮存等标准类型：ISO国际标准国家标准（GBGB/T)行业标准（JGJCYBJT)地方标准（DB)企业标准（QB)1.2材料的基本状态参数1.2.1材料的密度、表观密度和堆积密度1.2.1.1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–––材料的质量，g；V–––材料在绝对密实状态下的体积，cm3。（density）测量方法有较多孔隙的材料，采用磨细后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孔隙，

4、所以称这样测得的密度为近似密度(a)。1.2.1.2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）1.2.1.3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´

5、VVKVBV01.2.2材料的孔隙和空隙1.2.2.1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三方面：（1）按孔隙尺寸大小分微孔、细孔和大孔；（2）按空隙间是否贯通分互相隔开的孤立孔和互相贯通的连通孔；（3）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

6、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1.2.2.2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1.3材料的力学性质1.3.1强度与比强度一、材料的强度定义材料在外力作用下不破坏时能承受的最大应力根据外力作用方式的不同，材料有抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度等。LLF/2F/2FFL/3FFL/3L/3(a)压力(b)拉力(c)弯曲(d)剪切材料所受外力：各种强度的计算公式如下：抗压、抗拉、抗剪的强度f––––强度，Mpa；P––––破坏时最大荷载，N；A––––受力截面面积，mm2。

7、抗弯强度1）(中点集中荷载)2）(三分点两相等集中荷载)ff––––抗弯强度，Mpa；P––––弯曲破坏时最大荷载，N；L––––两支点的间距，mm；b––––试件横截面积宽度，mm；h––––试件横截面积高度，mm。许多土木工程材料常以其强度大小划分为若干等级，俗称“标号”。材料强度受以下三个因素的影响：材料内部结构和构造材料所处的环境条件(温度、湿度、含水量等)强度值的测试条件(试件尺寸、加荷速度等)二、材料的比强度定义单