建筑材料第2章 土木工程材料的基本性质 89页PPT文档
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土木工程材料基本性质PPT课件
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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
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？
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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
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
第2讲材料的基本性质ppt课件
练习：
§1-1 材料的物理状态参数
质量为3.4kg，容积为10L的容量筒，装满绝干的石子后的总质 量为18.4kg。若向筒内注入水，待石子吸水饱和后，为注满此筒共 注入水4.27kg。将上述吸水饱和的石子擦干表面后称得总质量为 18.6kg（含筒重）。求该石子的表观密度、堆积密度、开口孔孔隙 率、吸水率。
软化系数:
KR
fb fg
fb ——材料在吸水饱和状态下的抗压强度 fg——材料在干燥状态下的抗压强度
（软化系数 ≥0.85 的材料，认为是耐水的材料。）
§1-3 材料与水有关的性质
四、抗渗性： 材料抵抗压力水或其他液体渗透的性质。 抗渗性的高低与材料的孔隙率及孔隙特征有关，绝对密实或具有
封闭孔隙的材料，是不透水的。
GB—强制性国家标准代号 50010—标准发布顺序号 2010 —标准发布年代 其他标准只是前面的代号变，表示方式均与例子中表示 一样。
建筑材料的基本性质
§1-1 材料的基本物理性质 §1-2 材料的力学性质 §1-3 材料与水有关的性质 §1-4 材料的耐久性（※） §1-5 材料的热工性质（※） §1-6 材料的装饰性质（※）
表 观 密 度
堆 积 密 度
密 度 度
孔 隙 率
空 隙 率
§1-1 材料的物理状态参数 一、材料的密度、表观密度及堆积密度：
1. 密度：
m----材料在干燥状态下的质量 V----材料在绝对密实状态下的体积
绝对密实状态体积：不含有内部孔隙
钢材 玻璃
密度的测定： 1）测质量：烘干（烘箱）——称量（天平）； 2）测体积： （a）外观规则的材料，直接用游标卡尺测量尺寸求体积，如钢材、 玻璃等; （b）外观不规则的坚硬颗粒，如砂、石等，将其磨成细粉后，可由 排水法测得。
《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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《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
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
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
02.第二章_建筑材料的基本性质
耐久性的特点
长期性、后期加剧作用； 多种介质同时作用； 材料劣化－结构失效－服务寿命降低
西直门桥
冻 融 破 坏 的 水 库 坝 面
冻融破坏的桥梁
本章作业
教材： P18页 题: 6、7
影响材料的：强度、吸水性、耐久性、导热 性
状态参数
3、填充率－指散粒材料在某容器的堆积体 积中，被其颗粒填充的程度。反映散粒 材料堆积的致密程度。
公式:Байду номын сангаас
D/
VVo0/
/o 0
10% 0
状态参数
4、空隙率－散粒材料在某容器的堆积体积中， 颗粒之间的空隙体积占总体积的比率。 公式
P/ VoV / /oVo1V Voo/ (1/oo)10%0
堆积密度的测量
堆积体积－是指包含颗粒内部孔隙和颗粒 之间的空隙在内的体积。 堆积密度的测量： 1）容器法：
散粒材料装入容器－量测体积－称净重－ 代入公式 2）自然堆积法：
堆积成一定形状－量测几何体积－称重－ 代入公式
常用材料的状态参数
见教材P5－表1－1
二、材料的状态参数
1、密实度－指材料体积内被固体物质所充实的 程度。反映材料的致密程度。
状态参数
2、表观密度（容重）－材料在自然状态下单 位体积的质量。单位g/cm3或kg/m3。
公式：
o
m Vo
式中 ρo－表观密度（ g/cm3 ）
m－材料的质量（g）
Vo－材料在自然状态下的体积 （cm3）
表观密度的测量
自然状态下的体积－是指包含材料内部孔隙在 内的体积。材料内部孔隙含有水分时，其质量 和体积均发生变化。注明含水情况 表观密度的测量： 1）对形状规则的材料：砖、混凝土、石材
土木工程材料的基本性质培训课件(共70张PPT)
质量吸水率
培训专用
图1.1 硅氧四面体示意图
SiO4四面体可以形成链状结构， 如石棉。其纤维与纤维之间的 键合力要比链状结构方向上的 共价键弱得多。所以容易分散 成纤维状。
培训专用
粘土、云母、滑石等那么是由SiO4 四面体单元互相连结成片状结构， 许多片状结构再迭合成层状结构。 层与层之间是由范德华力结合的， 故其键合力弱，此种结构容易剥 成薄片。
混凝土配合比中，砂、石用量计算时往往 需要知道的是砂、石的近似密度。
培训专用
〔2〕表观密度〔apparent density〕 表观密度是指材料在自然状态下，单位体
积的质量，按下式计算：
式中:ρ0- 表观密度
m-枯燥材料的质量 v0-材料自然状态下的体积
培训专用
材料的表观体积是指包含内部孔隙的体积。当材料孔隙 内有水分时，其重量和体积均将有所变化，故测定 表观密度时，须注明其含水情况。一般是指材料在 气干状态〔长期在空凝土可认为是集料颗粒〔集料相〕分散在水泥 浆基体〔基相〕中所组成的两相复合材料。
培训专用
1.1.2材料的结构 －材料的结构是决定材料性质的极其重要因素。
－分为：宏观结构、细观结构和微观结构。
〔1〕宏观结构(macrostructure)
－土木工程材料的宏观结构是指用肉眼或放大镜能够分辨的粗大 组织。其尺寸在10-3m级以上。
空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相 填充的致密程度。
空隙率可作为控制混凝土骨料级配与计算 含砂率的依据。
空隙率
培训专用
1.2.4材料的亲水性和憎水性(hydrophilic and hydrophobic nature)
材料与水接触，首先遇到的问题就是材料是否能被 水润湿。润湿是水被材料外表吸附的过程。它和 材料本身的性质有关。
土木工程材料的基本性质85页PPT
• 化学组成：材料组成的化学组成 • 矿物组成：无机非金属材料具有的特点、晶体结
构和特定物理力学性能的组织结构。 • 相组成：材料中具有相同物理化学性质的均匀部
分。具有两相或两相以上的材料是复合材料。注 意界面
建筑材料的组成（以水泥熟料为例）
元素表示：Ca、Al、Si、Fe、O； 化学成份
氧化物表示：CaO、Al2O3、SiO2、Fe2O3
m V
式中 ρo—材料的表观密度，kg/m3 或g/cm3； m—材料的质量（干燥至恒重），kg或 g；
Vo—材料在包含内部孔隙条件下的体积 （即包含内部闭口孔和开口孔）， 见图1－2，m3或cm3。
V0=V+Vop+Vcl
所谓自然状态下的体积，是指包括材料实体积和内 部孔隙（闭口和开口）的外观几何形状的体积。
3FmaxL 2bh2
式中fm——抗弯强度，MPa；
Fmax——弯曲破坏时的最大荷载,N； b，h ——试件横截面的宽和高,mm。
L—— 两支点间的距离，mm。
若在此试件跨距的三分点上加两个相等的集中荷载， 抗弯强度按下式计算：
fm
FmaxL bh2
影响材料强度的因素
1.材料的组成、结构与构造：材料的强度与其组成及结构有关， 即使材料的组成相同，其构造不同，强度也不一样。
这些变化包括材料的变形和破坏。 材料的变形指在外力的作用下，材料通过形状的改变来吸
收能量。 根据变形的特点，分为弹性变形和塑性变形。 材料的破坏指当外力超过材料的承受极限时，材料出现断
裂等丧失使用功能的变化。
强度的定义和种类 在外力作用下，材料抵抗破坏的能力称为强度。也可以说
是材料单位面积所能承受的极限荷载(MPa）。 根据外力作用方式的不同，材料的强度有抗压强度、抗拉