第1章土木程材料的基本性质.pptVIP

第一章、土木工程材料的基本性质 一、材料的基本物理性质 1 、材料的密度 、表观密度和堆积密度 （1）密度:材料在绝对密实状态下单位体积的质量。 公式： 单位：g/cm3。 式中 ρ－密度（ g/cm3 ） m－材料的质量（g） V－材料在绝对密实状态下的体积（cm3） 实际密度的测量 绝对密实状态下的体积－是指不包括材料任何孔隙在内的体积。 实际密度的测量： 1）对近于绝对密实的材料：金属、玻璃等可以量测几何体积－称重－代入公式 2）对有孔隙的材料：砖、混凝土、石材等可以磨成细粉－ 李氏比重瓶法测试 （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： 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 烘干－量测几何体积－称重－代入公式 2）对形状不规则的材料： （为什么要用蜡密封？） 烘干－蜡封－浮力天平 （3）堆积密度（松散容重）－散粒状材料在自然堆积状态下单位体积的质量。单位g/cm3或kg/m3 公式： 式中 －堆积密度（ g/cm3 ） m －材料的质量（g） －材料的堆积体积（cm3） 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 2、材料的孔隙率和密实度 （1）孔隙率－指材料体积内，孔隙体积与总体积之比。直接反映材料的致密程度。 公式 孔结构－孔隙率＋孔径尺寸＋开口形状 影响材料的：强度、 吸水性、耐久性、 导热性 孔隙的类型： 孤立孔、连通孔、开口孔隙、闭口孔隙 开口孔隙率为开口孔隙体积占材料总体积的比率。 闭口孔隙率为闭口孔隙体积占材料总体积的比率。 。 孔隙的影响 一般随材料内部孔隙的增加，表现为： 表观密度↓； 强度↓、耐磨性↓； 抗冻性↓、抗渗性↓、耐水性↓、耐腐蚀性↓、其它耐久性↓； 吸水性↑、吸湿性↑； 保温性↑； （2）材料的密实度： 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。 公式 孔隙率与密实度的关系 P+D=1 例题：已知一块状材料在干燥状态下质量为120g，自然状态下的体积为40cm3，绝对密度体积35cm3求这材的密度、表观密度、密实度、孔隙率。 3、材料的填充率和空隙率 （1）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 （2）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 空隙率与填充率的关系 二、 材料的力学性质 1 、强度和比强度强度－材料在外力（荷载）作用下抵抗破坏的能力称为强度。 依受力形式有：抗压强度、抗拉强度、 抗弯强度; 抗剪强度等 材料的抗压、抗拉、抗剪强度可直接由下式计算：　　　　　　　　　　　　　　　  式中f ——材料的抗压、抗拉或抗剪强度，MPa；　　P ——材料破坏时的最大荷载，N；　A ——受力截面面积，mm2。 对于抗弯强度，有两种计算方式。将抗弯试件放在两支点上，当外力为作用在试件中心的集中荷载，且试件截面为矩形时，抗弯强度（也称抗折强度）可用下式计算：　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　 若在此试件跨距的三分点上加两个相等的集中荷载（P/2），抗弯强度按