土建工程基础第一章工程材料.ppt

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土木工程材料课件ppt

标准名称 JC/T 479-92建筑生石灰
建材行业的推荐技术标准的二类
标准代号标准
类目顺序号
标准颁发年代号
土木工程材料
五、技术准标简介
地方标准与企业标准：凡国家、部未能颁布的产品与过程的技术标准，可由相应的工厂、公司等单位，根据生产厂能保证的产品质量水平所制定的技术标准，报请本地区或本行业有关主管部门审批后，在该地区或行业中执行。
各种材料的吸水率很不相同，差异很大
如花岗岩的吸水率只有0.5％-0.7％混凝土的吸水率为2％-3％粘土砖的吸水率达8％-20％木材的吸水率可超过100％
土木工程材料
4、材料的耐水性
定义：材料长期在饱和水作用下不被破坏，强度也无明显
下降的性质。
软化系数：
KR
fb fg
KR =材料吸水饱和后的抗压强度 /材料干燥时的抗压强度
土木工程材料 3、材料的吸湿性和吸水性
1）吸湿性：用含水率表示
亲水材料在潮湿空气中吸收水分的性质。还湿性：亲水材料在干燥空气中放出所含水分的性质。
含水率
Wh
ms mg mg
*100%
材料在吸湿状态下的重量材料在干燥状态下的重量
影响材料含水率的因素：环境的温度和湿度
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
K Qd AtH
影响因素：孔隙率及孔隙特征
开口的连通大孔越多
抗渗性越差
闭口孔隙率大的材料
抗渗性仍可良好
抗渗等级:以规定的时间在标准试验条件下所能承受的最大水压力（MPa）来确定，
P P 材料可以抵抗0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa水压力： 2 4 P6
土木工程材料

土建工程基础第一章工程材料XXXX.pptx

在测定有孔隙材料（如砖、石等）的密度时，应把材料磨成细粉，干燥后，用李氏密度瓶测定其绝对密实体积。
2. 表观密度（视密度）
m
V
式中： —材料的表观密度，kg/m3或g/cm3；
m —材料在干燥状态下的质量； V —材料在包含闭口孔隙条件下的体积，m3或cm3。
材料在包含闭口孔隙条件下的体积是采用排液置换法或水中称重法测量。
开口孔隙：与外界相连通的孔隙；闭口孔隙：与外界隔绝的孔隙。极细孔隙：孔径D<0.01mm；细小孔隙：孔径D<1.0mm；粗大孔隙：孔径D>1.0mm。
(一) 密度、表观密度、体积密度和堆积密度
1. 密度
m
V
式中： —材料的密度，g/cm3； m—材料的质量（干燥至恒重），g；
V —材料在绝对密实状态下的体积，cm3。
软化系数的范围波动在0～1之间。通常将软化系数大于等于 0 .85的材料看作是耐水材料。
4．抗渗性
抗渗性指材料抵抗压力水渗透的性质。材料的抗渗性常用渗透系数或抗渗等级来表示。
Qd K S AtH
式中：K S —渗透系数，cm/h； Q —透水量，cm3； d —试件厚度，cm； A —透水面积，cm2；
1.空隙率
材料空隙率是指散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质间空隙体积占堆积体积的百分率。
2.填充率
P' V1 V0 100% (1 1 ) 100%
V1
0
填充率是指散粒状材料在自然堆积状态下，其中的颗粒体积占自然堆积状态下的体积的百分率。
D' V0 100% 1 100%
V1
0
例：某容量筒质量为3.4 kg，容积为10L。容量筒装满绝对干燥石子后的总质量为18.4 kg。若向筒内注入水，待石子吸水饱和后，再注满此筒，共注入水 4.27 kg。将上述吸水饱和的石子擦干表面后称得总质量为15.2kg。求该石子的表观密度、体积密度、堆积密度和填充率。

土木工程材料经典课件

弹性与塑性
材料在承受外力时，如撤除外力的作用后，材料的几何形状能恢复原状，材料的这种性能称为弹性。如果只能部分恢复变形，而残留一部分不能消失的变形，该残留部份称为塑性变形。
材料在弹性范围内，其应力和应变之间关系符合如下公式：
σ ＝Ε ε σ —— 应力；
ε ——应变，为材料受外力变形尺寸增量与原尺寸之比；
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
(a)
(b)
(c)
(d) 表面水
材料的含水状态
(a) 干燥状态 (b) 气干状态
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(c) 饱和面干状态 (d) 湿润状态
1.4.3 材料的吸湿性和吸水性
(1) 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

ms mg mg
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。
材料所受外力：
F F

(a) 压力

(b) 拉力
F
L F/2 F/2
L/3 L/3 L/3 L
(c) 弯曲
F

(d) 剪切
各种强度的计算公式如下：抗压、抗拉、抗剪的强度
fP A
f –––– 强度， Mpa； P–––– 破坏时最大荷载，N； A –––– 受力截面面积，mm2。
从工程技术发展角度看，由按耐久性进行工程设计取代按强度进行工程设计更具科学性和实用性。然而，要按耐久性进行工程设计，尚需对各种材料的耐久性进行更为广泛深入的研究。
提高材料耐久性是土木工程材料生产及应用的重要课题之一。

土建工程基础全

5）碳酸腐蚀
Ca(OH)2 CO2 H2O CaCO3 2H2O CaCO3 CO2 H2O Ca(HCO3)2
6）强碱腐蚀 C3 A 6NaOH 3Na2O Al2O3 Ca(OH )2
砖、石、水泥、砼---抗压强度；建筑钢材---抗拉强度。
比强度---材料强度与材料表观密度之比，轻质高强指标，值越大，越轻质高强。
2 弹性和塑性
（1）
弹性
§1.1 常用工程材料的基本性质
工程材料
（2）
塑性
完全弹性或者完全塑性的材料不存在的
3 脆性和韧性
§1.1 常用工程材料的基本性质
工程材料
快高
低
差大
C4AF 10～18 少
中中

快硬水泥：3d抗压强度高，熟料中C3A、C3S含量高。适用于紧急抢修工程、军事工程、冬季施工工程。
道路水泥：抗折强度高，耐磨、抗冲击、抗冻和抗硫酸性好、干缩性小。 C4AF、C2S含量高。
适用于道路路面、机场道面、城市广场等工程。
一工程材料的定义和分类
§1.1 常用工程材料的基本性质
工程材料
来源
天然材料
分类
功能
结构材料装饰材料
人造材料
化学成分
防水材料绝热材料
§1.1 常用工程材料的基本性质
工程材料
土木工程材料按化学成分分类表
金属材料
无机材料无机非金属材料
黑色金属：铁、建筑钢材有色金属：铜、铝、铝合金
天然材料：石材、砂、碎石胶凝材料：石灰、石膏、水泥烧结制品：砖、瓦、玻璃、陶瓷人造石材：混凝土、砂浆等
养护时间
--一定温度一定湿度条件下，强度随时间增长；

《土建工程材》PPT课件

理材料。
a
6
3、常见土建材料木材；钢材；混凝土（钢筋混凝土、预应力混凝土）；砌体材料；硬化材料；装修装饰材料；防水材料；高分子合成材料。
a
7
第一章第一节土建工程材料的基本性质
二、土建材料的物理性质
(一)与状态有关的性质
自然状态下的体积即包括材料结构内部的空隙，而绝对密实状态下的体积不包括材料结构内部的空隙，对于结构完全密实的材料，如钢铁、玻璃等，其自然状态与绝对密实状态的体积相等。
m湿
a
14
材料吸收空气中水分的能力称为吸湿性。通常以湿度(含水率)表示：
a
2
第一章土建工程材料
第一节土建工程材料的基本性质
一、土建工程材料概述二、材料的物理性质三、材料的力学性质四、材料的其他性质五、土建工程材料分类
a
3
第一章第一节土建工程材料的基本性质
一、土建工程材料概述
1、土建工程材料概念；（1）定义；土建工程材料是用于地基（地下工程）、
面不会被水浸润，此种材料称为憎水性材料。
a
13
2．含水率材料中所含水的质量与干燥状态下材料的
质量之比，称为材料的含水率，即
w W水 100% W干
3．吸水性与吸湿性；
Байду номын сангаас
材料在水作用下吸入水分的能力称表吸水性。吸水率表示如下；
体积吸水率 B＝质量吸水率 w＝
m湿 m干
m湿
v
0m
干
×100％； ×100％
第一章土建工程材料
a
1
第一章土建工程材料
本章的目的是了解工程建筑中常见的一些基本建筑材料，掌握最基本的建筑材料性质、特点和用途，以求在工程实践中能够准确识别并合理利用。

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燥材料质量的百分数。
Wm
mb mg mg
100%
式中：Wm ——质量吸水率，％； mg ——材料在干燥状态下的质量，g； mb ——材料在吸水饱和状态下的质量，g。
2）体积吸水率
体积吸水率是指材料吸水饱和时，所吸水分的体积占干燥材
料体积的百分数。
Wv
mb mg Vg '
1
w
100%
式中：Wv ——体积吸水率，％； Vg ' ——干操材料体积，cm3； w ——水的密度， g/cm3 。
材品融
熔
制
品
胶凝材料
植物质材料
有
机
材
料高沥
分青
子材
材料
料
复
合
材
料有金
属机பைடு நூலகம்
无机非金属复合材料与无机非金属复合材料
2.按使用功能分类
结构材料：钢材、混凝土等
墙体材料：填充墙、内隔墙和其他围护材料等
P V0 V 100 % (1 0 ) 100 %
V0
2.密实度
密实度是指材料体积内被固体物质充实的程度。
D V 100 % 0 100 %
V0
(三) 材料的空隙率和填充率
1.空隙率
材料空隙率是指散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质间空隙体积占堆积体积的百分率。
2.填充率
P' V1 V0 100 % (1 1 ) 100 %
3．耐水性
材料的耐水性是指材料长期在水的作用下不破坏，而且强度也不显著降低的性质。材料耐水性用软化系数 KR 表示。
KR
fb fg
式中： f b ——材料在吸水饱和状态下的抗压强度，MPa； f g ——材料在干燥状态下的抗压强度，MPa。
软化系数的范围波动在0～1之间。通常将软化系数大于等于 0 .85的材料看作是耐水材料。
(四) 材料与水有关的性质
1.亲水性与憎水性
亲水性是指材料与水接触后能被水湿润并将水吸入内部的性质；憎水性是指材料与水接触后能将水排斥在外的性质。
亲水性材料：水泥、砂、石材、砖、木材等；憎水性材料：沥青、油漆、塑料、防水油膏等。
2．材料的吸水性与吸湿性
（1）吸水性
1）质量吸水率质量吸水率是指材料吸水饱和时，所吸收水分的质量占干
第1章工程材料
1.1 工程材料的分类与基本性质 1.2 水泥 1.3 混凝土 1.4 建筑砂浆 1.5 砌体材料 1.6 建筑钢材 1.7 防水材料
1.1.1 工程材料的分类
1.按化学组成分类
金
属
材
料黑有
色色
金金
属属
无
机
材
料非
金
属
材
天料烧玻
然结璃
石制及
功能材料：防水材料、防火材料、装饰材料、
绝热材料、吸声隔声材料等
1.1.2 工程材料的物理性质
开口孔隙：与外界相连通的孔隙；闭口孔隙：与外界隔绝的孔隙。极细孔隙：孔径D<0.01mm；细小孔隙：孔径D<1.0mm；粗大孔隙：孔径D>1.0mm。
（2）吸湿性
吸湿性指材料在潮湿空气中吸收水分的性质，以含水率表示。含水率是指材料中所含水的质量与干燥状态下材料的质量之比。
W m1 m0 100% m0
式中：W ——材料的含水率，％； m0——材料在干燥状态下的质量，g； m1 ——材料含水状态下的质量，g。
材料的含水率受环境影响，随空气的温度和湿度的变化而变化。当材料中的湿度与空气湿度达到平衡时的含水率称为平衡含水率。
4．抗渗性
抗渗性指材料抵抗压力水渗透的性质。材料的抗渗性常用渗透系数或抗渗等级来表示。
Qd K S AtH
式中：K S —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—水头高度，cm。
渗透系数的物理意义是：单位时间内，在一定的水压作用下，单位厚度的材料，单位截面积上的透水量。渗透系数越小的材料表示其抗渗性越好。
V1
0
填充率是指散粒状材料在自然堆积状态下，其中的颗粒体积占自然堆积状态下的体积的百分率。
D ' V0 100 % 1 100 %
V1
0
例：某容量筒质量为3.4 kg，容积为10L。容量筒装满绝对干燥石子后的总质量为18.4 kg。若向筒内注入水，待石子吸水饱和后，再注满此筒，共注入水 4.27 kg。将上述吸水饱和的石子擦干表面后称得总质量为15.2kg。求该石子的表观密度、体积密度、堆积密度和填充率。
V
式中： —材料的表观密度，kg/m3或g/cm3；
m —材料在干燥状态下的质量；
V —材料在包含闭口孔隙条件下的体积，m3或cm3。
材料在包含闭口孔隙条件下的体积是采用排液置换法或水中称重法测量。
※材料吸水饱和状态时水占的体积可视为开口孔隙体积
3. 体积密度（容重）
0
m V0
式中： 0—材料的体积密度，kg/m3或g/cm3； m —材料的质量，按有关标准规定，该质量是指自然状态下
的气干质量，即将试件置于通风良好的室内存放7 d后测得的质量， kg或g；
V0 —材料在自然状态下的体积，包括材料实体及内部孔隙
（开口孔隙和闭口孔隙）体积， m3或cm3。
对于不规则形状材料的体积，可采用封蜡排液法测得。
4. 堆积密度
1
m V1
式中：
m1
—材料的堆积密度，kg/m3； —材料的质量，kg；
(一) 密度、表观密度、体积密度和堆积密度
1. 密度
m
V
式中： —材料的密度，g/cm3；
m—材料的质量（干燥至恒重），g； V—材料在绝对密实状态下的体积，cm3。
在测定有孔隙材料（如砖、石等）的密度时，应把材料磨成细粉，干燥后，用李氏密度瓶测定其绝对密实体积。
2. 表观密度（视密度）
m
V1 —材料的堆积体积，m3。
材料的堆积体积包括材料绝对体积、材料内部所有孔隙体积和颗粒间的空隙体积。
表1-1 常用建筑材料的密度、体积密度、堆积密度
材料
密度（g/cm3)
体积密度（kg/m3)
堆积密度（kg/m3)
碎石
2.60
—
1400 ～ 1700
砂
2.60
—
1450 ～ 1650
普通砖
2.50
1600 ～ 1800
—
空心砖
2.50
1000 ～ 1400
—
水泥
3.10
—
1200 ～ 1300
普通混凝土
—
2100 ～ 2600
—
木材
1.55
400 ～ 800
—
钢材
7.85
7850
—
(二) 材料的孔隙率和密实度
1.孔隙率
材料的孔隙率是指材料中的孔隙体积占材料自然状态下总体积的百分率。