土木工程材料第一章材料基本性质.ppt

土木工程材料 第一章 土木工程材料的基本性质 第一节 材料科学导论 土木工程要求材料具备什么性能（What）? 第二节 材料的组成与结构 一、材料的组成 组成材料的各种成分及其数量构成。 材料的组成是材料性质的根本来源。 随着研究的深度和考察的单位对象的层次不同。同一种材料可以有多种组成方式。 宏观结构是指用肉眼或放大镜就可分辨的毫米级组织。分类及特点如下： （1）致密结构，基本上是无孔隙存在的材料。例如钢铁、有色金属、致密天然石材、玻璃、玻璃钢、塑料等 （2）多孔结构，是指具有粗大孔隙的结构。如加气混凝土、泡沫混凝土、泡沫塑料及人造轻质材料等。 (3）微孔结构，是指微细的孔隙结构。如石膏制品、粘土砖瓦等。 (4）纤维结构，是指木材纤维、玻璃纤维、矿物棉纤维所具有的结构。 （5）层状结构，采用粘结或其他方法将材料迭合成层状的结构。如胶合板、迭合人造板、蜂窝夹芯板、以及某些具有层状填充料的塑料制品等。 (6）散粒结构，是指松散颗粒状结构。比如混凝土骨料、用作绝热材料的粉状和和粒状的添充料。 材料的构造 材料的构造指具有特定性质的材料的特定单元之间的相互搭配情况。 比如固相、气相、液相的关系 混凝土中骨料、水泥石、空隙额的数量及排列方式。 复合材料，多种材料的组合情况，钢筋混凝土。等等。 材料的构造方式很大程度上影响着材料的技术性质的具体表现。在建筑材料中尤其以孔隙的数量组成影响最为普遍。 第三节 土木工程材料的基本性质 一、材料的基本物理性质 二、材料的力学性质 三、材料的耐久性 一、材料的基本物理性质（一）材料与质量有关的性质 材料的体积构成 体积是材料占有的空间尺寸。由于材料具有不同的物理状态，因而表现出不同的体积。 绝对密实体积 干燥材料在绝对密实状态下的体积。即材料内部固体物质的体积，或不包括内部孔隙的材料体积。一般以Ｖ表示。 一般将材料磨成规定细度的粉末，用排开液体的方法得到其体积。 表观体积 对于比较密实、孔隙较少的散粒状材料，不必磨细，直接用排开液体的方法测定的体积。一般以 表示。 材料的自然体积 材料在自然状态下的体积，即整体材料的外观体积（含内部孔隙和水分）。一般以V0 表示。 形状规则的材料可根据其尺寸计算其体积；形状不规则的材料可先在材料表面涂腊，然后用排开液体的方法得到其体积。 材料的堆积体积 粉状或粒状材料，在堆积状态下的总体外观体积。松散堆积状态下的体积较大，密实堆积状态下的体积较小。一般以 表示。 1.材料的密度 1）.实际密度 指材料在绝对密实状态下单位体积的质量，按下式计算： 式中：ρ——实际密度，g/cm3 或 kg/m3； m——材料的质量，g 或 kg； V——材料的绝对密实体积，cm3 或 m3。 1. 材料的密度 2）.表观密度 材料单位表观体积的质量。按下式计算： 式中： ——体积密度， g/cm3 或 kg/m3； m ——材料的质量，g 或 kg； ——材料的自然体积，cm3 或 m3。 1. 材料的密度 表观体积是指包括内部封闭孔隙在内的体积。其封闭孔隙的多少，孔隙中是否含有水及含水的多少，均可能影响其总质量或体积。 因此，材料的表观密度与其内部构成状态及含水状态有关。 1. 材料的密度 砂表观密度ρs的测定（kg/m3） 式中： m0——砂试样的烘干质量，g； m0＝300g； m1——砂试样、水及容量瓶总质量，g; m2——水及容量瓶总质量，g。 1. 材料的密度 3）.体积密度 体积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——材料的体积密度, g/cm3 或 kg/m3； m ——材料的质量，g 或 kg； V0——材料的自然体积，cm3 或 m3。 1. 材料的密度 4）. 堆积密度 堆积密度是指粉状或粒状材料，在堆积状态下单位体积的质量。按下式计算：  式中：ρ0——材料的堆积密度, g/cm3 或 kg/m3； m ——材料的质量，g 或 kg； ——材料的堆积体积，cm3 或 m3。 砂堆积密度的测定 1. 材料的密度 几种密度的比较 2.