土木工程材料(第一章)资料
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第一章土木工程材料的基本性质本章导学学习目的:土木工程材料有无机材料、有机材料及复合材料,它具有结构或功能的作用。
而土木工程包括建筑工程、道路工程、桥梁工程、地下工程、岩土工程等,土木工程材料为这些工程服务,通过学习其基本性质,了解土木工程基本性质与工程特性的关系。
教学要求:通过工程实例说明土木工程材料的分类;通过各种土木工程特点的分析,说明土木工程材料的物理、力学性质及耐久性;重点讲解土木工程材料的密度、与水有关的性质、强度、弹性、粘性与塑性。
1.1土木工程材料的分类土木工程材料是指在土木工程中所使用的各种材料及其制品的总称。
它是一切土木工程的物质基础。
由于组成、结构和构造不同,土木工程材料品种繁多、性能各不相同、在土木工程中的功能各异,而且价格相差悬殊,在土木工程中的用量很大,因此,正确选择和合理使用土木工程材料,对土木工程结构物安全、实用、美观、耐久及造价有着重大的意义。
由于土木工程材料种类繁多,为了研究、使用和论述方便,常从不同角度对它进行分类。
最通常的是按材料的化学成分及其使用功能分类。
1.1.1按化学成分分类根据材料的化学成分,可分为有机材料、无机材料以及复合材料三大类,如表1-1所示。
1.1.2按使用功能分类根据材料在土木工程中的部位或使用性能,大体上可分为二大类,即土木工程结构材料(如钢筋混凝土、预应力混凝土、沥青混凝土、水泥混凝土、墙体材料、路面基层及底基层材料等)和土木工程功能材料(如吸声材料、耐火材料、排水材料等)。
1.土木工程结构材料土木工程结构材料主要指构成土木工程受力构件和结构所用的材料。
如梁、板、柱、基础、框架、墙体、拱圈、沥青混凝土路面、无机结合料稳定基层及底基层和其它受力构件、结构等所用的材料都属于这一类。
对这类材料主要技术性能的要求是强度和耐久性。
目前所用的土木工程结构材料主要有砖、石、水泥、水泥混凝土、钢材、钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土、沥青和沥青混凝土。
在相当长的时期内,钢材、钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土仍是我国土木工程中主要结构材料;沥青、沥青混凝土、水泥混凝土、无机结合料稳定基层及底基层则是我国交通土建工程中主要路面材料。
土木工程资料复习资料第 1 章土木工程资料的基本性质表观密度:指资料在自然状态下单位体积的质量。
资料的耐水性:资料在饱和水的长远作用下保持不破坏而且强度也不明显降低的性质称为耐水性。
资料的耐水性用消融系数来表示:f1K R0 = m f0V0积聚密度:指粉状或散粒资料在自然积聚状态下单位体积的质量。
m0 =V0孔隙率:资料内部孔隙的体积占其整体积的百分率。
P 1张口孔隙率对吸水、透声、吸声有益,对资料的强度、抗渗性、抗冻性和长远性不利。
闭口孔隙能够降低资料的表观密度和导热系数,使资料拥有轻质绝热的性能,并能够提高长远性。
空隙率:P 10资料的亲水性和憎水性:资料与水接触时,能被水润湿的性质称为亲水性。
不能够被水润湿的性质称为憎水性。
用接触角划分。
当90 时为亲水资料,反之为憎水资料。
资料的吸水性与吸湿性:资料与水接触时吸取水分的性质为吸水性。
吸水性的大小用吸水率表示。
资料的抗渗性:资料的抗渗性是指资料抵抗压力水浸透的性质。
资料的抗渗性用浸透系数或抗渗等级来表示。
浸透系数越小,抗渗性越好。
资料的抗渗性与资料的孔隙率、孔隙特点以及亲水、憎水性有亲近关系。
资料的抗冻性:资料的抗冻性是指资料在吸水饱和状态下,能抵抗多次冻融循环作用而不破坏,同时也不严重降低强度的性质,用抗冻等级来表示。
资料的导热性:导热性是指资料将热量从温度高的一侧传达到温度低的一侧的能力,用导热系数来表示。
导热系数小的资料,导热性差、绝热性好。
影响导热系数大小的因素有物质组成、微观构造、孔隙率与孔隙特点、温度、湿度与热流方向等(①孔隙特点;②含水的情况)。
资料孔隙率越大,特别是闭口孔隙率越大,导热系数越小。
资料的强度:资料在荷载作用下抵抗破坏的能力成为强度。
强度与资料的组成、构造等因素有关。
孔隙率越低,强度越高。
资料的强度还与其含水状态及温度有关,含有水分的资料比干燥时强度低,温度高时一般来说强度会质量吸水率:W m m1mm降低。
吸水率的大小主要取决于其孔隙特点。