土木工程材料第一章講解土木工程材料得主要種類氣硬性膠凝材料水泥混凝土砂漿鋼材木材燒結(jié)磚瀝青材料建筑塑料石材建筑陶瓷玻璃絕熱材料吸聲材料防水材料第一章序言本章提要本章主要介紹了土木工程材料得定義分類等基本概念,及材料得基本物理、力學(xué)、化學(xué)性質(zhì)與有關(guān)參數(shù)第一章序言第一節(jié)概述第二節(jié)材料得基本物理參數(shù)第三節(jié)材料得力學(xué)性質(zhì)第四節(jié)材料與水有關(guān)得性質(zhì)第五節(jié)材料得耐久性第一節(jié)概述主要內(nèi)容

建筑材料得定義對(duì)建筑材料得基本要求建筑材料得分類建筑材料得定義就是指建筑結(jié)構(gòu)物中使用得各種原材料及制品就是用于地基、地面、墻體、屋面等各個(gè)部位得各種構(gòu)件與結(jié)構(gòu)體,并最終構(gòu)成建筑物得材料安全、適用、美觀、耐久、造價(jià)對(duì)建筑材料得要求足夠得強(qiáng)度表觀密度小與使用環(huán)境相適應(yīng)得耐久性(裝飾材料)美觀、適用(特殊部位得特種材料)相應(yīng)得特殊功能屋面:隔熱、防水樓板、內(nèi)墻:隔聲等建筑材料得分類按照化學(xué)成分分:建筑材料得分類按照使用功能分:建筑結(jié)構(gòu)材料:主要用作承重得材料;構(gòu)成建筑物受力構(gòu)件與結(jié)構(gòu)體得材料。如:梁、柱、墻體建筑功能材料:擔(dān)負(fù)某些建筑使用功能得材料。如:防水、隔熱、保溫、吸聲隔聲、采光、裝飾等。10大家應(yīng)該也有點(diǎn)累了,稍作休息大家有疑問得,可以詢問與交流新型建筑材料新型建筑材料得類型墻體板材墻體塊材屋面與樓板構(gòu)件混凝土外加劑建筑防水材料建筑密封材料絕熱、吸聲材料墻面裝飾材料頂棚裝飾材料地面裝飾材料衛(wèi)生潔具門窗玻璃及配件給排水管道、工業(yè)管道及配件膠粘劑燈飾與燈具(采光、照明器材與電工器材)其她第二節(jié)建筑材料得基本物理參數(shù)一、材料得密度、表觀密度、堆密度:密度:指材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積得質(zhì)量。表觀密度:材料在自然狀態(tài)下單位體積得質(zhì)量。堆密度:材料在堆積狀態(tài)下單位體積得質(zhì)量。材料得體積組成示意圖:

材料得體積組成材料得孔隙:微孔、細(xì)孔、大孔;孤立孔、連通孔;

開口孔(VK)、閉口孔(

VB)開口而貫通得孔隙容易吸收水分。體積組成:密實(shí)材料多孔材料散狀材料VV0=V＋V孔V0,=V0+V空=V0+V孔+V空不變隨含水率變化隨含水率與堆積緊密程度變化干表觀密度松堆密度緊堆密度之間二、材料得密實(shí)度與孔隙率:密實(shí)度:指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)所充實(shí)得程度。孔隙率:指材料體積內(nèi),孔隙體積與總體積之比。公式:P+D=1

三、材料得填充率與空隙率:D’:散狀材料在某容器得堆積體積中,被其顆粒所填充得程度P’:散狀材料在某容器得堆積體積中,空隙體積所占得比例公式:P,+D,=1四、材料得壓實(shí)度材料得壓實(shí)度就是指散粒堆積材料被碾壓或振壓等壓實(shí)得程度。Rd——材料得壓實(shí)度(%);——散粒材料在施工現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)壓實(shí)后得實(shí)測(cè)干堆積密度(kg/m3);—在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)將相同散粒堆積材料試樣經(jīng)充分壓實(shí)后得最大干堆積密度(kg/m3);對(duì)重要性建筑物要求壓實(shí)度為98%～100%,對(duì)一般得建筑物要求壓實(shí)度為96%～98%。第三節(jié)材料得力學(xué)性質(zhì)本節(jié)主要內(nèi)容材料得強(qiáng)度、比強(qiáng)度彈性與塑性脆性與韌性硬度與耐磨性一、材料得強(qiáng)度、比強(qiáng)度概念:材料在外力作用下不破壞時(shí)所能承受得最大應(yīng)力-強(qiáng)度。

主要得靜力強(qiáng)度類型:抗壓、抗拉、抗彎、抗剪幾種常見材料得強(qiáng)度(MPa)材料強(qiáng)度MPa花崗巖砂巖普通混凝土松木(順紋向)普通粘土磚建筑鋼材抗壓100～25020～1707、5～6030～505～30210～600抗拉7～258～401～380～120210～600抗剪13～194～257、7～101、8～44～8抗彎10～401、5～660～1001、8～460～110按單位面積得質(zhì)量計(jì)得材料強(qiáng)度-比強(qiáng)度。幾種常用材料得比強(qiáng)度

材料低碳鋼普通混凝(抗壓)松木(順紋抗拉)玻璃鋼粘土磚(抗壓)表觀密(kg/m3)7850240050020001700強(qiáng)度(MPa)3604010045010比強(qiáng)度0、0450、0170、20、2250、006二、材料得彈性與塑性1、彈性:材料得變形在外力取消后能夠完全恢復(fù)得性質(zhì)彈性變形:外力取消后瞬間能夠完全恢復(fù)得變形彈性模量:E=σ/ε在彈性范圍內(nèi),E就是一個(gè)常數(shù),虎克定律E越大,材料抵抗變形得能力越好。2、塑性:材料得變形在外力取消后仍保持并不產(chǎn)生裂縫得性質(zhì)塑性變形:不可恢復(fù)得變形三、脆性與韌性:脆性--材料在外力作用下,無明顯得塑性變形,而發(fā)生突然破壞得性質(zhì)韌性--材料在沖擊或振動(dòng)荷載作用下,能吸收教大得能量,產(chǎn)生一定得變形而不破壞得性質(zhì)脆性材料不能承受沖擊與震動(dòng)荷載四、硬度與耐磨性:硬度--就是指材料抵抗較硬物質(zhì)刻畫與壓入得能力莫氏硬度與布氏硬度耐磨性—指材料抵抗磨損得能力磨損率第四節(jié)材料與水有關(guān)得性質(zhì)親水性與憎水性吸水性與吸濕性耐水性抗?jié)B性抗凍性熱工性質(zhì)材料得親水性與憎水性親水性--材料在空氣中與水接觸時(shí),能被水潤(rùn)濕得性質(zhì)潤(rùn)濕角小于90度得材料憎水性--材料在空氣中與水接觸時(shí),不能被水潤(rùn)濕得性質(zhì)潤(rùn)濕角大于90度得材料憎水性材料得作用—能阻止水分進(jìn)入毛細(xì)孔中可單獨(dú)用作防水材料也可用于親水性材料得表面處理。吸濕性與吸水性

吸濕性—材料在空氣中吸入水分得能力吸水性—材料在浸水狀態(tài)下吸入水分得能力含水率—

平衡含水率--吸水率—指材料浸水后在規(guī)定得時(shí)間內(nèi)吸入水分得能力,質(zhì)量吸水率(Wm)與體積吸水率(WV)質(zhì)量吸水率與體積吸水率之間有如下關(guān)系:

哪些材料得吸水性強(qiáng)親水性材料孔隙率大得材料具有開口而連通細(xì)孔水在材料中得不良影響表觀密度大(重)隔熱保溫性能降低強(qiáng)度降低體積膨脹較大抗凍性較差親水性材料得基準(zhǔn)含水狀態(tài):干燥狀態(tài)氣干狀態(tài)飽與面干狀態(tài)潤(rùn)濕狀態(tài)材料得耐水性與抗?jié)B性耐水性:指材料在長(zhǎng)期水飽與狀態(tài)下不產(chǎn)生破壞,其強(qiáng)度也不顯著降低得性質(zhì)軟化系數(shù):KR---降低,耐水性越差。KR?0、85,耐水材料要求:長(zhǎng)期處于水中或潮濕環(huán)境中得重要工程,KR?0、85

一般情況,KR?0、75抗?jié)B性:指材料抵抗壓力水滲透得性質(zhì)表示:滲透系數(shù)—越大,抗?jié)B性越差抗?jié)B性等級(jí)—越大,抗?jié)B性越好要求:地下、水工、防水材料,要具有一定得抗?jié)B性

材料得抗凍性與導(dǎo)熱性抗凍性:指材料在含水狀態(tài)下,能經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不被破壞,其強(qiáng)度也不顯著降低得性質(zhì)抗凍性等級(jí)Ｆ:指試件不被破壞時(shí)能經(jīng)受得凍融循環(huán)次數(shù)抗凍性標(biāo)號(hào)越高,抗凍性越好材料受凍破壞得原因:孔隙內(nèi)吸收得水分結(jié)冰時(shí)體積膨脹影響材料抗凍性得因素:材料得強(qiáng)度、含水率、環(huán)境溫濕度變化、經(jīng)歷凍融循環(huán)得次數(shù)、孔隙特征導(dǎo)熱性:材料傳導(dǎo)熱量得能力λ:

W/(m·K)密閉空氣:0、023水:0、58冰:2、20影響導(dǎo)熱性得因素:孔隙特征、含水狀況問題:為什么新建得房屋隔熱保溫性能很差,尤其在冬季？材料得耐久性概念:就是指材料在環(huán)境得各種因素影響下,能長(zhǎng)久地保持其性能得性質(zhì)問題:材料得結(jié)構(gòu)與材料性質(zhì)之間有什么關(guān)系？結(jié)構(gòu)密實(shí),

問題1、經(jīng)常處于水中與受潮嚴(yán)重得重要結(jié)構(gòu),受潮較輕或次要結(jié)構(gòu),它們得軟化系數(shù)要求就是多少？>0、85>0、752、就材料本身來說,其抗凍性好壞,主要取決于什么？就外界條件而言,材料受凍破壞得程度,主要取決于什么？孔隙率與孔隙特征、抵抗凍脹應(yīng)力得能力;吸水飽與程度;凍融溫度、凍結(jié)速度、凍融頻繁程度3、脆性材料在破壞前沒有明顯得什么變形？塑性變形(以下就是判斷)4、材料得抗凍性與材料得孔隙特征有關(guān),而與材料得吸水飽與程度無關(guān)。5、材料得軟化系數(shù)越大,材料得耐水性越好。6、隨著材料孔隙率得增大,抗凍性降低。7、材料得吸水率大小,僅與材料得孔隙率大小有關(guān),而與材料得孔隙特征無關(guān)。8、材料越密實(shí),隔熱保溫性能越好9、將某種含孔材料,置于不同濕度得環(huán)境中測(cè)得得密度,以干燥條件下最大。10、材料受潮或冰凍后,其導(dǎo)熱性能降低;材料滲透系數(shù)越大,其抗?jié)B性越好。11、憎水性材料得潤(rùn)濕角大于45度小于90度。12、當(dāng)材料得孔隙率增大時(shí),其強(qiáng)度不變。13、(下面就是計(jì)算題)取質(zhì)量為m得干燥石子,另其浸水飽與,然后裝