第1章_土木工程材料基本性质.ppt

第1章土木工程材料基本性质
参与式试验
常见问题及解答
历史回顾
材料的物理性质
材料的力学性质
材料的耐久性与环境协调性
材料的组成、结构、构造及其对性能的影响
创新能力培养
练习题
本章学习指导
本章学习指导
本章有4个知识点。本章的学习目标是:
⑴了解土木工程材料的基本组成、结构和构造及其与材料基本性质的关系。
⑵熟练掌握土木工程材料的基本力学性质。
⑶掌握土木工程材料的基本物理性质。
⑷掌握土木工程材料耐久性的基本概念。
本章的难点是材料的组成及其对材料性质的影响。建议通过学习了解材料科学的基本概念,理解材料的组成结构与性能的关系及其在工程实践中的意义。建议本章课内外学时数各为3学时。
历史回顾
因地制宜用材的万里长城
万里长城飞越崇山峻岭,是我国古代劳动人民的杰作,也是建筑史上的丰碑。万里长城选用材料因地制宜,堪称典范。 居庸关、八达岭一段,采用砖石结构。墙身用条石砌筑,中间填充碎石黄土,顶部再用三四层砖铺砌,以石灰作砖缝材料,坚固耐用。平原黄土地区缺乏石料,则用泥土磊筑长城,将泥土夯打结实,并以锥刺夯打土检查是否合格。在西北玉门关一带,既无石料又无黄土,以当地芦苇或柳条与砂石间隔铺筑,共铺20层。 万里长城因地制宜使用建筑材料,展现了我国劳动人民的勤劳、智慧和创造力。
基础知识
材料的物理性质
密度、表观密度、体积密度和堆积密度
材料的孔隙率和空隙率
与水有关的性质
热工性质
1-固体;2-闭口孔隙;
3-开口孔隙
密度、表观密度、体积密度和堆积密度
密度、表观密度、体积密度和堆积密度既有联系又有差别。
密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。
表观密度是材料在包括闭口孔隙条件下单位体积的质量。
体积密度是指材料在自然状态下,包括材料实体及其开口与闭口孔隙条件下的单位体积的质量。
堆积密度是指散粒或纤维状材料在堆积状态下单位体积的质量。
材料的孔隙率和空隙率
孔隙率是指材料内部孔隙的体积占材料总体积的百分率。
空隙率则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(开口孔隙与间隙之和)占堆积体积的百分率。材料的孔隙有闭口和开口,其特征状态对材料的性质有重要影响,见右图。
与水有关的性质

材料与水接触时由于水在固体表面润湿状态不同,表现为亲水与憎水两种不同的性质。陶瓷、金属材料、石材等无机材料等为亲水性材料;沥青、塑料等为憎水性材料。

材料的吸水性是指材料在水中吸收水分的性质。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。
3. 耐水性
耐水性指材料长期在水的作用下,抵抗其破坏的能力。
4. 抗渗性
材料抵抗压力水渗透的性质。
5. 抗冻性
材料在含水状态下能忍受多次冻融循环而不破坏,强度也不显著下降的性质。
亲水性和憎水性
热工性质
 材料的热容量是指材料在温度变化时吸收和放出热量的能力。材料比热容的物理意义是指1kg重的材料,在温度每改变1K时所吸收或放出的热量。

当材料两侧存在温度差时,热量将由温度高的一侧通过材料传递到温度低的一侧,材料的这种传导热量的能力,称为导热性。材料的导热性可用导热系数来表示。材料的导热系数愈小,表示其绝热性能愈好。
3. 耐燃性
材料对火焰和高温的抵抗能力称为材料的耐燃性。建筑材料分为三类:(1)非燃烧材料,如钢铁、石等;(2)难燃材料,如经过防火处理的刨花板;(3)可燃材料,如一般木材。
观察与讨论
材料的物理性质
孔隙对材料性质的影响
某工程顶层欲加保温层,以下两图为两种材料的剖面。请问选择何种材料合适?
讨论
A
B