土木工程材料1
第1章 土木工程材料_基本性质
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。
土木工程材料__总结版
土木工程材料__总结版土木工程材料是指在土木工程中用于建筑结构和道路等建设中所需的材料。
它们在工程中起着重要的作用，能够提供所需的强度、耐久性和其他性能，以确保工程的质量和安全。
在本文中，将讨论土木工程中常用的材料，包括混凝土、钢筋、沥青等。
混凝土是土木工程中最常用的材料之一，它由水泥、砂、骨料和水等组成。
混凝土具有优良的抗压强度和耐久性，可以用于建造各种不同类型的结构，如建筑物、桥梁和水坝等。
由于其可成型性强，可以通过模具制成各种形状，因此广泛应用于建筑和道路建设中。
钢筋是一种常用的增强材料，用于改善混凝土的抗拉强度。
钢筋通常以网状或棒状的形式添加到混凝土中，形成钢筋混凝土结构。
钢筋具有优良的拉伸和抗腐蚀性能，可以增加混凝土结构的承载能力和耐久性。
它广泛应用于桥梁、高层建筑和其他大型结构中。
沥青是一种胶状材料，常用于道路建设中。
它具有良好的粘结性和防水性能，能够将不同部分的道路连接在一起，并保护路面免受水和其他外部因素的损害。
沥青还可以提供较好的摩擦力，提高车辆在路面上的牵引力和安全性。
在道路建设中，沥青一般涂覆在碎石上，形成沥青混合料，用于铺设路面。
除了混凝土、钢筋和沥青之外，还有其他一些常用的土木工程材料，如木材、玻璃、砖块等。
木材常用于建造房屋和桥梁等结构，具有较好的抗压和抗拉性能。
玻璃广泛应用于建筑中，具有良好的透明性和装饰性。
砖块是一种常见的建筑材料，由黏土或水泥制成，用于建造墙体和其他结构。
总之，土木工程材料在土木工程项目中起着至关重要的作用。
混凝土和钢筋常用于建筑结构的构造中，提供强度和耐久性。
沥青常用于道路建设中，保护道路免受损坏。
其他材料如木材、玻璃和砖块等也扮演着重要的角色。
通过合理选择和使用这些材料，可以保证土木工程项目的质量和安全。
土木工程材料(1)
第一章材料的基本性质1. 名词解释1. 密度2. 表观密度3. 堆积密度4. 密实度5. 孔隙率6. 填充率7. 空隙率8. 润湿角9. 亲水性材料10. 憎水性材料11. 含水率12. 吸水性13. 吸水率14. 吸湿性15. 耐水性16. 软化系数17. 抗渗性18. 强度19. 弹性材料20. 塑性材料21. 脆性22. 韧性23. 耐久性2. 判断题(对的划√，不对的划×)1. 含水率为4% 的湿砂重100g，其中水的重量为4g。
2. 热容量大的材料导热性大，外界气温影响室内温度变化比较快。
3. 材料的孔隙率相同时，连通粗孔者比封闭微孔者的导热系数大。
4. 同一种材料，其表观密度越大，则其孔隙率越大。
5. 将某种含水的材料，置于不同的环境中，分别测得其密度，其中以干燥条件下的密度为最小。
6. 材料的抗冻性与材料的孔隙率有关，与孔隙中的水饱和程度无关。
7. 在进行材料抗压强度试验时，大试件较小试件的试验结果值偏小。
8. 材料在进行强度试验时，加荷速度快者较加荷速度慢者的试验结果值偏小。
9. 材料的孔隙率越大，表示材料的吸水率越高。
10. 脆性材料的抗压强度与抗拉强度均较小。
11. 材料的密度一定高于其表观密度。
12. 软化系数表示材料的抗渗性。
13. 软化系数大的材料，其耐水性差。
14. 脆性材料的抗压强度远高于其它强度。
15. 孔隙率大的材料，其吸水性率不一定高。
3. 填空题1. 材料的吸水性用____表示，吸湿性用____表示。
2. 材料耐水性的强弱可以用____表示。
材料耐水性愈好，该值愈____。
3. 称取松散密度为1400kg/m3的干砂200g，装入广口瓶中，再把瓶中满水，这时称重为500g 。
已知空瓶加满水时的重量为377g，则该砂的表观密度为____，空隙率为____。
4. 同种材料的孔隙率愈____，材料的强度愈高；当材料的孔隙率一定时，____愈多，材料的绝热性愈好。
土木工程材料(1)
❖体积安定性：水泥的体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中， 体积变化的均匀性。
❖强 度 等 级 ： 硅 酸 盐 水 泥 分 为 42.5 、 42.5R 、 52.5 、 52.5R 、 62.5、62.5R六个强度等级；其他五种水泥分为32.5、32.5R、 42.5、42.5R、52.5R六个等级。其中有代号R者为早强型水泥。
▪建筑石膏的应用：可拌制抹面灰浆，用于室 内墙面及顶棚抹灰，也可掺入其他材料制作石 膏板。
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二、水硬性胶凝材料
水泥： 水泥是土木工程建设中最重要的建筑材料之一。它不仅
大量应用于建筑工程中，而且还广泛用于公路、桥梁、铁 路、水利等工程中，它还是配制混凝土的重要材料。
我国常用水泥的主要品种有： ➢硅酸盐水泥
1 烧结多孔砖 烧结多孔砖是以粘土、页岩或煤矸石为主要原料 烧制的主要用于结构承重的多孔砖。烧结多孔砖的孔洞率一般在15 ％以上。在建筑中烧结多孔砖多用于砌筑六层以下的承重墙或高层 框架结构填充墙。多孔砖形状见图。
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烧结多孔砖和烧结空心砖
2 烧结空心砖 烧结空心砖是以粘土、页岩或粉煤灰为主要原料烧 制的空心砖。空心砖顶面有孔，孔大而少，而多孔砖孔小而多。空 心砖的孔洞率一般在30％以上。空心砖形状见图3-2。
➢普通硅酸盐水泥 ➢矿渣硅酸盐水泥 ➢火山灰质硅酸盐水泥 ➢粉煤灰硅酸盐水泥 ➢复合硅编酸辑p盐pt 水泥等
常用水泥的生产
❖硅酸盐水泥的生产：两磨一烧
❖其它品种水泥的生产：常用水泥中的其他几种类型是由 硅酸盐水泥熟料掺入一定量的混合材料经磨细而得到的。 混合材料指的是火山灰质混合材料、粉煤灰、粒化高炉矿 渣等。
（2）料石：经过人工或机械开采出 的较规则的块石。主要用于砌筑墙身、 踏步、拱和纪念碑、柱等。
土木工程材料第1章第1节——材料的基本物理性质
解：
实体体积 V实＝170cm3 V实＋V闭＝190cm3
表观体积 V0＝V实＋＝450/170＝2.65 g/cm3；
V实
表观密度ρ0＝ m＝450/230＝1.956 g/cm3＝1956 kg/m3
V0
开口孔隙率PK
＝
V开 V0
×100%＝（230-190）/230×100%＝17.4%
分为若干个强度等级。如烧结普通砖按抗压强度值分为MU30、MU25 、MU20、MU15、MU10五个强度等级。
2、 比强度 由于不同材料的强度、表观密度均存在较大差异，为了便
于比较不同表观密度材料的强度，常用比强度指标来评价材料 强度与表观密度的综合性状。比强度是按单位体积质量计算的 材料强度，其值等于材料的抗压强度与其表观密度之比，它是 衡量材料轻质高强性能的重要指标。
l 韧性材料特征 韧性材料的特点是变形大，特别是塑性变形大，破坏前有明显预兆；
抗拉强度与抗压强度接近。
抗震结构、承受动荷载的结构需要考虑材料的韧性 静荷载——作用时不产生加速度的荷载。如结构自重； 动荷载——作用时产生加速度的荷载。如冲击、振动荷载；
指标——渗透系数、抗渗等级 材料的抗渗性主要与材料内部的孔隙率（尤其是开口孔隙率） 和材料的憎水性或亲水性等因素有关。材料的抗渗能力直接或间接 影响材料的耐久性、抗冻性和耐腐蚀性。 6、材料的含水状态——干燥、气干、饱和面干及湿润状态
三、与热有关的性质
1、 导热性 导热性是指当材料的两侧存在温度差时，热量由高温侧向低温
常将防止室内热量向室外散失称为保温；把防止外部热量进 入室内称为隔热。工程上把导热系数小于0.23W/(m·K)的材料称为 保温隔热材料。
在热工学中，将导热系数的倒数称为材料的导热阻。导热系数和导 热阻均是评定材料导热能力的重要指标，材料的导热系数越小或导热阻 越大，其保温隔热及其节能效果越好。
第二版《土木工程材料》课后习题答案
第1章土木工程材料的基本性（1）当某一建筑材料的孔隙率增大时，材料的密度、表观密度、强度、吸水率、搞冻性及导热性是下降、上生还是不变？答：当材料的孔隙率增大时，各性质变化如下表：（2）答：（3）材料的孔隙率和空隙率的含义如何？如何测定？了解它们有何意义？答：P指材料体积内，孔隙体积所占的百分比：P′指材料在散粒堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的百分比：了解它们的意义为：在土木工程设计、施工中，正确地使用材料，掌握工程质量。
（4）亲水性材料与憎水性材料是怎样区分的？举例说明怎样改变材料的变水性与憎水性？答：材料与水接触时能被水润湿的性质称为亲水性材料；材料与水接触时不能被水润湿的性质称为憎水性材料。
例如：塑料可制成有许多小而连通的孔隙，使其具有亲水性。
例如：钢筋混凝土屋面可涂抹、覆盖、粘贴憎水性材料，使其具有憎水性。
（5）普通粘土砖进行搞压实验，浸水饱和后的破坏荷载为183KN，干燥状态的破坏荷载为207KN（受压面积为115mmX120mm），问此砖是否宜用于建筑物中常与水接触的部位？答：（6）塑性材料和塑性材料在外国作用下，其变形性能有何改变？答：塑性材料在外力作用下，能产生变形，并保持变形后的尺寸且不产生裂缝；脆性材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，突然破坏，无明显的塑性变形。
（7）材料的耐久性应包括哪些内容？答：材料在满足力学性能的基础上，还包括具有抵抗物理、化学、生物和老化的作用，以保证建筑物经久耐用和减少维修费用。
（8）建筑物的屋面、外墙、甚而所使用的材料各应具备哪些性质？答：建筑物的屋面材料应具有良好的防水性及隔热性能；外墙材料应具有良好的耐外性、抗风化性及一定的装饰性；而基础所用材料应具有足够的强度及良好的耐水性。
第2章天然石材（1）岩石按成因可分为哪几类？举例说明。
答：可分为三大类：1)岩浆岩，也称火成岩，是由地壳内的岩浆冷凝而成，具有结晶构造而没有层理。
例如花岗岩、辉绿岩、火山首凝灰岩等。
第1章 土木工程材料基本性质1
θ
σsl
(b)憎水性材料
σ sg − σ sl cos θ = σ lg
θ--润湿角(接触角)
土木工程材料
1、亲水性与憎水性
根据水与材料表面的润湿角 的大小， 根据水与材料表面的润湿角θ的大小，有：
亲水性 0≤θ≤ 90°时，材料表面可被水所湿润； 90° 材料表面可被水所湿润； 材料表面被水湿润，水可被材料所吸附； 材料表面被水湿润，水可被材料所吸附； 材料的这种性能称为亲水性，这种材料称为亲 材料的这种性能称为亲水性，这种材料称为亲 水性材料。 水性材料。 憎水性 90o＜ θ≤180o时，材料表面不可被水湿润； 材料表面不可被水湿润； 材料称为憎水性材料， 材料称为憎水性材料，这种性能称为材料的憎 水性。 水性。
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m ρ '0 = V '0
(3)堆积密度 (3)堆积密度
• 松堆积方式测得的堆积密度值要明显小于紧堆积时 的测定值。 的测定值。 • 工程中通常采用松散堆积密度，确定颗粒状材料的 工程中通常采用松散堆积密度， 堆放空间。 堆放空间。
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密度、 密度、表观密度和堆积密度测量方法
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(2)表观密度 (2)表观密度
• 表观密度的大小除取决于密度外，还与材料孔隙率 表观密度的大小除取决于密度外， 及孔隙的含水程度有关。 及孔隙的含水程度有关。 • 材料孔隙越多，表观密度越小； 材料孔隙越多，表观密度越小； • 当孔隙中含有水分时，其质量和体积均有所变 当孔隙中含有水分时， 因此在测定表观密度时，须注明含水情况， 化。因此在测定表观密度时，须注明含水情况， 没有特别标明时常指气干状态下的表观密度， 没有特别标明时常指气干状态下的表观密度， 在进行材料对比试验时， 在进行材料对比试验时，则以绝对干燥状态下 测得的表观密度值（干表观密度）为准。 测得的表观密度值（干表观密度）为准。 • 工程上可以利用表观密度推算材料用量，计算构件 工程上可以利用表观密度推算材料用量， 自重，确定材料的堆放空间。 自重，确定材料的堆放空间。
土木工程材料课件ppt
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
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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
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