《土木工程材料》PPT课件
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土木工程材料(第一章)PPT课件
钢材 松木 水泥
砂
7.85 1.55 2.80~3.20 2.66
—— 0.40 ~ 0.80
—— 2.65
—— —— 900 ~ 1300 1450 ~ 1650
碎石（石灰石） 2.60 ~ 2.80
2.60
1400 ~ 1700
普通混凝土 普通黏土砖
2.60 2.60
1.95 ~ 2.50 16.0 ~ 1.90
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
19
公式： V0V 0V10 % 0(10)10 % 0
密实度与孔隙率关系：
D1
10
土木工程材料基本性质
间隙率（P0/）
定义：散粒材料颗粒间的空隙体积占堆积体积的百 分率。
公式：0' V0'V 0'V010% 0(1 0 0 ' )10% 0
11
土木工程材料基本性质
算例： 某石灰岩的密度为2.68 g/cm3，孔隙率为1.5%。 今将该石灰岩破碎成碎石，碎石的堆积密度为1520㎏／
土木工程材料的基本性质
1
材料的基本物理性质
土木工程材料基本性质
四个状态参数：密度、表观密度、毛体积密度、
堆积密度 三个计算参数：密实度、孔隙率、间隙率
2
土木工程材料基本性质
V V´ V0
1.固体 2.闭口孔隙 3.开口孔隙
3
密度（ρ）
土木工程材料基本性质PPT课件
第25页/共59页
1.4.2 材料的微观结构及其对材料性质的影响
➢ 材料的微观结构（ ＜10-9m ）是指物相的种类、形态、大小及其分布特征。 它与材料的强度、硬度、弹塑性、熔点、导电性、导热性等重要性质有着密 切的关系。土木工程材料的使用状态均为固体，固体材料的相结构基本上可 分为晶体、玻璃体、胶体三类，不同结构的材料，各具不同特性。
•
解：
ρ
/ o
=3500/2=1750kg/m3
• P/=（1- ρo//ρ0）×100%
•
=（1-1.75/2.6)×100%=32.7%
• S=2×32.7%×1500=980.8 kg
第8页/共59页
• 例2 某工地所用卵石材料的密度为2.65g/cm3、表观密度为2.61g/cm3、堆积密
第23页/共59页
1.4 材料的组成、结构、构造及其对性能的影响
1.4.1 材料的组成及其对材料性质的影响 1.4.2 材料的微观结构及其对材料性质的影响 1.4.3 材料的宏观构造及其对性能的影响
第24页/共59页
1.4.1 材料的组成及其对材料性质的影 响
➢ 材料的组成是指材料的化学 成分和矿物组成。材料组成是 材料性质的基础，它对材料的 性质起着决定性的作用。材料 化学组成相同但矿物组成不同 也会导致性质的巨大差异。
问题与思考
• 1 测定含大量开口孔隙的材料表观密度时，直接用排水法测定其体积，为何该材料的质量与所测得的体积 之比不是该材料的表观密度？
• 2 相同组成材料的性能为何不一定是相同的？ • 3 孔隙率越大，材料的抗冻性是否越差？
第32页/共59页
补充习题
I.
某岩石试样经烘干后其质量为482克，将其投入盛水的量筒中，此时
1.4.2 材料的微观结构及其对材料性质的影响
➢ 材料的微观结构（ ＜10-9m ）是指物相的种类、形态、大小及其分布特征。 它与材料的强度、硬度、弹塑性、熔点、导电性、导热性等重要性质有着密 切的关系。土木工程材料的使用状态均为固体，固体材料的相结构基本上可 分为晶体、玻璃体、胶体三类，不同结构的材料，各具不同特性。
•
解：
ρ
/ o
=3500/2=1750kg/m3
• P/=（1- ρo//ρ0）×100%
•
=（1-1.75/2.6)×100%=32.7%
• S=2×32.7%×1500=980.8 kg
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• 例2 某工地所用卵石材料的密度为2.65g/cm3、表观密度为2.61g/cm3、堆积密
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1.4 材料的组成、结构、构造及其对性能的影响
1.4.1 材料的组成及其对材料性质的影响 1.4.2 材料的微观结构及其对材料性质的影响 1.4.3 材料的宏观构造及其对性能的影响
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1.4.1 材料的组成及其对材料性质的影 响
➢ 材料的组成是指材料的化学 成分和矿物组成。材料组成是 材料性质的基础，它对材料的 性质起着决定性的作用。材料 化学组成相同但矿物组成不同 也会导致性质的巨大差异。
问题与思考
• 1 测定含大量开口孔隙的材料表观密度时，直接用排水法测定其体积，为何该材料的质量与所测得的体积 之比不是该材料的表观密度？
• 2 相同组成材料的性能为何不一定是相同的？ • 3 孔隙率越大，材料的抗冻性是否越差？
第32页/共59页
补充习题
I.
某岩石试样经烘干后其质量为482克，将其投入盛水的量筒中，此时
《土木工程材料》课件
硬度与耐磨性
材料抵抗硬物压入其表面的能力称 为硬度；材料抵抗磨损的能力称为 耐磨性。
材料的耐久性
01 02
耐久性
材料在使用过程中，能够经受住各种自然因素（如阳光、氧气、湿度、 温度等）和环境因素（如化学物质、生物侵蚀等）的作用，保持其原有 性能的能力。
耐火性
材料在火灾情况下保持其完整性和隔热性的能力。
THANKS 感谢观看
《土木工程材料》ppt课件
• 引言 • 土木工程材料的性质 • 土木工程材料分类 • 土木工程材料的应用 • 土木工程材料的发展趋势 • 结语
01 引言
课程简介
01
课程名称：《土木工程材料》
02
适用专业：土木工程、建筑工程等
03
课程性质：专业必修课
04
学分：3学分
课程目标
了解各种土木工程材料的生产工艺、应用范围 和发展趋势。
详细描述
包括钢筋混凝土、玻璃纤维增强塑料等，这些材料具有优异的性能和用途，如钢 筋混凝土具有较高的抗压和抗拉强度，适用于建造高层建筑和大型基础设施。
04 土木工程材料的应用
建筑材料的选用
水泥
用于混凝土、砂浆等建筑材料 ，要求强度等级高、耐久性好
。
钢材
用于梁、柱、板等结构件，要 求具有高强度和良好的塑性、 韧性。
本课程总结
了解土木工程材料的种类 和特性
增强对环保和可持续发展 的认识和实践能力
掌握材料的选择和试验方 法
需要进一步深入研究和学 习的方向
下一步学习建议
01
深入学习与实践
02
参与实际工程项目，应用所学知识进行材料选择和 质量控制
03
参加学术研讨会和交流活动，了解最新研究进展和 技术动态
材料抵抗硬物压入其表面的能力称 为硬度；材料抵抗磨损的能力称为 耐磨性。
材料的耐久性
01 02
耐久性
材料在使用过程中，能够经受住各种自然因素（如阳光、氧气、湿度、 温度等）和环境因素（如化学物质、生物侵蚀等）的作用，保持其原有 性能的能力。
耐火性
材料在火灾情况下保持其完整性和隔热性的能力。
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• 引言 • 土木工程材料的性质 • 土木工程材料分类 • 土木工程材料的应用 • 土木工程材料的发展趋势 • 结语
01 引言
课程简介
01
课程名称：《土木工程材料》
02
适用专业：土木工程、建筑工程等
03
课程性质：专业必修课
04
学分：3学分
课程目标
了解各种土木工程材料的生产工艺、应用范围 和发展趋势。
详细描述
包括钢筋混凝土、玻璃纤维增强塑料等，这些材料具有优异的性能和用途，如钢 筋混凝土具有较高的抗压和抗拉强度，适用于建造高层建筑和大型基础设施。
04 土木工程材料的应用
建筑材料的选用
水泥
用于混凝土、砂浆等建筑材料 ，要求强度等级高、耐久性好
。
钢材
用于梁、柱、板等结构件，要 求具有高强度和良好的塑性、 韧性。
本课程总结
了解土木工程材料的种类 和特性
增强对环保和可持续发展 的认识和实践能力
掌握材料的选择和试验方 法
需要进一步深入研究和学 习的方向
下一步学习建议
01
深入学习与实践
02
参与实际工程项目，应用所学知识进行材料选择和 质量控制
03
参加学术研讨会和交流活动，了解最新研究进展和 技术动态
土木工程材料ppt课件
高弹态是橡胶的使用状态，常温处于高弹态的聚 合物均可用作橡胶。
粘流态是聚合物成型时的状态。 完全结晶的聚合物的温度-变形曲线有所不同， 在熔点Tm以前不出现高弹态，而是保持结晶态；当温 度升高到熔点以上时，若分子量足够大，则出现高弹 态，若分子量很小，则直接进入粘流态。
可编辑ppt
21
图7-7 结晶聚合物温度-形变曲线
可编辑ppt
27
㈡塑料管 塑料管是指采用塑料为原料，经挤出、注塑、焊 接等工艺成型的管材和管件。与传统的镀锌钢管和铸 铁管相比，塑料管具有耐腐蚀、不生锈、不结垢、重 量轻、施工方便和供水效率高等优点。常用的塑料管 包括硬质聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管、ABS（丙 烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）管、聚丁烯管、玻璃钢 管以及铝塑等复合塑料管。
可编辑ppt
26
二、建筑中常用的塑料制品 塑料既可用做防水、隔热保温、隔声和装饰等功 能材料；也可制成玻璃纤维或碳纤维增强塑料，用做 结构材料。 ㈠塑料门窗 塑料门窗是由硬质聚氯乙烯型材经切割、焊接、 拼装、修整而成的门窗制品，与传统的钢、木门窗相 比，塑料门窗具有美观耐用、安全、节能等一系列优 点。
可编辑ppt
19
㈡聚合物的物理状态及性能特点 聚合物的各种物理状态可以根据形变能力与温度 关系曲线—温度-变形曲线进行划分。按温度区域可划 分为玻璃态、高弹态和粘流态三种物理形态。
图7-6 非晶聚合物温度-形变曲线
（Ma、Mb—分子量可编，辑pptMa ＜ Mb ）
20
玻璃态是塑料的使用状态，常温处于玻璃态的聚 合物都可用作塑料。
1-分子量低；2-分子量较搞
可编辑ppt
22
在室温下，聚合物总是处于玻璃态、高弹态和粘 流态三种状态之一，不同聚合物可能处于不同的物理 状态，表现出不同的力学性能。
粘流态是聚合物成型时的状态。 完全结晶的聚合物的温度-变形曲线有所不同， 在熔点Tm以前不出现高弹态，而是保持结晶态；当温 度升高到熔点以上时，若分子量足够大，则出现高弹 态，若分子量很小，则直接进入粘流态。
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21
图7-7 结晶聚合物温度-形变曲线
可编辑ppt
27
㈡塑料管 塑料管是指采用塑料为原料，经挤出、注塑、焊 接等工艺成型的管材和管件。与传统的镀锌钢管和铸 铁管相比，塑料管具有耐腐蚀、不生锈、不结垢、重 量轻、施工方便和供水效率高等优点。常用的塑料管 包括硬质聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管、ABS（丙 烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）管、聚丁烯管、玻璃钢 管以及铝塑等复合塑料管。
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二、建筑中常用的塑料制品 塑料既可用做防水、隔热保温、隔声和装饰等功 能材料；也可制成玻璃纤维或碳纤维增强塑料，用做 结构材料。 ㈠塑料门窗 塑料门窗是由硬质聚氯乙烯型材经切割、焊接、 拼装、修整而成的门窗制品，与传统的钢、木门窗相 比，塑料门窗具有美观耐用、安全、节能等一系列优 点。
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19
㈡聚合物的物理状态及性能特点 聚合物的各种物理状态可以根据形变能力与温度 关系曲线—温度-变形曲线进行划分。按温度区域可划 分为玻璃态、高弹态和粘流态三种物理形态。
图7-6 非晶聚合物温度-形变曲线
（Ma、Mb—分子量可编，辑pptMa ＜ Mb ）
20
玻璃态是塑料的使用状态，常温处于玻璃态的聚 合物都可用作塑料。
1-分子量低；2-分子量较搞
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22
在室温下，聚合物总是处于玻璃态、高弹态和粘 流态三种状态之一，不同聚合物可能处于不同的物理 状态，表现出不同的力学性能。
《土木工程新材料》PPT课件
砌体材料砌体材料一石材一石材二砖与砌块砖与砌块五石膏和石灰石膏和石灰六砌体砌体混凝土混凝土一水泥水泥二混凝土混凝土三混凝土外加剂混凝土外加剂四混凝土掺合料混凝土掺合料钢材钢材一常用建筑钢材品种常用建筑钢材品种二钢筋钢筋三钢筋连接钢筋连接四型钢型钢其他材料其他材料一木材木材二沥青和防水材料沥青和防水材料三玻璃和陶瓷制品玻璃和陶瓷制品四塑料和塑料制品塑料和塑料制品五吸声材料吸声材料六防腐涂料和材料防腐涂料和材料七防火材料防火材料八绝热材料绝热材料九装饰材料装饰材料如果想多了解天然石材与人工石材的区别请点击右边图标毛石毛石形状不规则一般高度不小于150mm一个方向长度达300mm400mm体积不小于001m3
6
4．色石渣
❖ 色石渣也称色石子，是由天然大理石、白云石、 方解石或花岗岩等石材经破碎、筛选加工而成, 作为骨料主要用于人造大理石、水磨石、水刷石、 干粘石等建筑物面层的装饰工程。
白云石
整理ppt
方解石
7
1．砖
二、 砖与砌块
优点
缺点
原料容易取得，生 产工艺比较简单， 价格低、体积小、 便于组合。
缓凝剂
按外加剂化学成分可分为三类：无机物类、有机物类、速凝剂 复合型类。
目前建筑工程中应用较多和较成熟的外加剂如图所示.
整理ppt
22
四、 混凝土掺合料
❖ 粉煤灰：煤粉炉排出的烟气中收集到的细粉末。粉煤灰 中的氧化物与氢氧化钙反应，生成水化物，是一种胶凝 材料。粉煤灰可以增强混凝土拌合物的和易性，降低水 化热，抑制碱骨料反应。
❖ 除建筑行业外，玻璃还应用于轻工、交通、医药、化工、 电子、航天等领域。
❖ 常用玻璃品种可分为:平板玻璃；装饰玻璃；安全玻璃； 防辐射玻璃；玻璃砖。
❖ 陶瓷是由适当成分的粘土经成型、烧结而成的较密实材 料。
6
4．色石渣
❖ 色石渣也称色石子，是由天然大理石、白云石、 方解石或花岗岩等石材经破碎、筛选加工而成, 作为骨料主要用于人造大理石、水磨石、水刷石、 干粘石等建筑物面层的装饰工程。
白云石
整理ppt
方解石
7
1．砖
二、 砖与砌块
优点
缺点
原料容易取得，生 产工艺比较简单， 价格低、体积小、 便于组合。
缓凝剂
按外加剂化学成分可分为三类：无机物类、有机物类、速凝剂 复合型类。
目前建筑工程中应用较多和较成熟的外加剂如图所示.
整理ppt
22
四、 混凝土掺合料
❖ 粉煤灰：煤粉炉排出的烟气中收集到的细粉末。粉煤灰 中的氧化物与氢氧化钙反应，生成水化物，是一种胶凝 材料。粉煤灰可以增强混凝土拌合物的和易性，降低水 化热，抑制碱骨料反应。
❖ 除建筑行业外，玻璃还应用于轻工、交通、医药、化工、 电子、航天等领域。
❖ 常用玻璃品种可分为:平板玻璃；装饰玻璃；安全玻璃； 防辐射玻璃；玻璃砖。
❖ 陶瓷是由适当成分的粘土经成型、烧结而成的较密实材 料。
土木工程材料第一章.pptx
计算：
0
m V0
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，
或称表观体积，cm3 或 m3
2、 表观密度（ρ0）
表观体积:包括孔隙在内的体积。即固体体积＋孔隙体积。
如何测？
规则：量尺寸计算 不规则：排液、蜡封
一般测定表观密度时，以干燥状态为准，而对含水状 态下测得的表观密度，须注明含水情况。
➢ 土木工程材料：应用于土木工程中使用的各种材料和制品。 ➢ 材料科学与工程是属于工学门类的一级学科。
以数学、力学以及物理、化学等自然科学学科为基础，以工 程学科为服务和支撑对象，是一个理工结合，多学科交叉的 新兴学科，其研究领域涉及自然科学、应用科学以及工程学。
三、土木工程材料的分类 按材料的化学成分分类：
2.50
空心粘土砖
2.50
水泥
3.20
普通混凝土
—
轻集料混凝土
—
木材
1.55
钢材
7.85
泡沫塑料
—
表观密度ρ0/kg·m-3
1800~2600 2500~2900
— — 1600~1800 1000~1400 — 2100~2600 800~1900 400~800 7850 20~50
五、土木工程材料的标准化
技术标准的代号 国家标准（GB） 国际标准（ISO）
美国材料试验学会标准（ASTM）
日本工业标准（JIS） 德国工业标准（DIN） 英国标准（BS） 法国标准（NF） 建筑工程国家标准（GBJ） 国家级专业标准（ZB）
建设部行业标准（JGJ） 建筑工程行业标准（JG） 建材标准（JC） 冶金部标准（YB）
土木工程材料 土木工程材料的基本性质PPT课件
V
Vp
V0
Vj
第8页/共82页
二、材料与质量有关的基本物理性质 （一）材料的密度、表观密度与堆积密度
名称
定义
表达式 单位 备注
密度
材料在绝对密实状态下, 单位体积的质量。
表观密度
材料在自然状态下，单 位体积的质量。
堆积密度
材料在堆积状态下，单 位体积的质量。
m g/cm3
v
v 0 m o
㎏/m3或 g/cm
f饱 f干
❖ 软化系数越小，说明材料吸水饱和后的强度降 低越多，其耐水性越差。
第31页/共82页
材工料 程软 对化材系料数软的化要系求数的要求
• 对经常处于水中或受潮严重的重要结构物（如 地下构筑物、基础、水工结构）的材料，其K软 ≥0.85；
• 受潮较轻的或次要结构物的材料，其K软≥0.75； • K软≥0.80的材料，一般称为耐水的材料。
第29页/共82页
影响吸湿性的因素
❖ 材料的本身的性质，如亲水性或憎水性； ❖ 材料的孔隙率； ❖ 孔隙构造特征，如孔径大小、开口与否等； ❖ 周围空气的温度和湿度 。
第30页/共82页
四、材料的耐水性
• 定义：材料在长期饱和水作用下，其强度也不 显著降低的性质，称为耐水性。其衡量指标为：
K软
第二节 材料与水有关的性质
第18页/共82页
一、材料的亲水性与憎水性
当水与材料表面相接触时，不同的材料被水所润湿的情况各不相同， 这种现象是由于材料与水和空气三相接触时的表面能不同而产生的(如 图1.3所示)。
(a) 亲水性材料 (b) 憎水性材料 图1.3 材料的润湿角
第19页/共82页
材料、水和空气三相接触的交点处，沿水表面 的切线与水和固体接触面所成的夹角 称为润湿角。当 水分子间的内聚力小于材料与水分子间的分子亲合力 时， ≤90°，这种材料能被水润湿，表现为亲水性。当 水分子间的内聚力大于材料与水分子间的分子亲合力 时， ≥90°，这种材料不能被水润湿，表现为憎水性。 土木工程材料中石材、金属、水泥制品、陶瓷等无机 材料和部分木材为亲水性材料；沥青、塑料、橡胶和 油漆等为憎水性材料，工程上多利用材料的憎水性来 制造防水材料。
土木工程概论第三章 土木工程材料PPT课件
建筑石膏制品
防火性好，耐水性差
特点：速度快；体积膨胀；放出大量的热
21
CaCO3 900~1100℃
CaOCO 2
块状生石灰
生石灰粉
磨细 加适量水消化、然后干燥
加过量水消化 石灰膏
加水拌合
消石灰粉，主要成分为Ca(OH)2，又称“熟石灰”。
用于拌制石灰砌筑 砂浆或抹灰砂浆
陈伏
用于拌制石灰土、 三合土
22
2. 石灰的硬化
石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由以下两个同时进行的过程 来完成的：
易受潮
27
5. 易受潮不宜贮存
块状石灰放置太久，会吸收空气中水分而自动熟化成消石灰 粉，再与空气中二氧化碳作用而还原为碳酸钙，失去胶结能力。 所以石灰不能用于潮湿环境。
生石灰具有很强的吸湿性，受潮会自动熟化成消石灰粉而失 去胶凝能力，所以储存和运输生石灰时，既要防水防潮，而且不 易久存。最好运到后即熟化成石灰浆，将贮存期变为陈伏期。
强度、细度、凝结时间（初凝、终凝）。 按强度和细度又分为优等品、一等品和合格品。
（具体技术要求见GB9776—1988《建筑石膏》此处略）教材中表3-1
建筑石膏是在高温条件下煅烧而成的一种白色粉末状材料， 本身易吸湿受潮，而且其凝结硬化速度很快，因此在储存和运 输过程中，一定要注意防潮防水。同时，石膏若长期存放,强度 也会降低，一般储存三个月后强度会下降30%左右，因此建筑 石膏储存时间不宜过长，一般不超过三个月。若超过三个月， 应重新检验并确定其质量等级。
2. 有机材料：木材、沥青、树脂和塑料等。
复合材料：是由两种或两种以上不同性 质的材料，通过物理或化学的方法，在 宏观（微观）上组成具有新性能的材料。
3