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土木工程材料重点整理资料 一 、绪言 1、我国常用土木工程材料标准分类 （1）国家标准: 强制性标准(GB)和推荐性标准(GB/T)。 （2）行业标准: 如建工行业标准(JG) 、冶金行业标准(YB)等。 （3）地方标准：代号DB和企业标准：代号QB （4）国际标准 其中GB标准为强制性国家标准，任何技术（产品）不得低于此标准，国家标准即最低的等 级标准。 2、材料的基本状态参数（三个密度出计算，注意好好理解） 1. 1）密度 1.定义：材料的密度是材料在绝对密实状态下单位体积的（不包括开口和闭口孔隙体积） 的质量。 2.公式： 式中：ρ—— 材料的密度，ｇ／ｃｍ３； ｍ—— 材料在干燥状态下的质量，ｇ； Ｖ—— 材料在绝对密实状态下的体积，ｃｍ３。 2）表观密度 1.定义：材料在自然状态下单位体积（自然状态下的体积＝绝对密实体积＋孔隙体积） 的质量，称为表观密度。一般测定表观密度时，以干燥状态为准。 2.公式： 式中：ρ0——材料的表观密度，kg／ｍ３； ｍ——材料的质量，kg Ｖ0——材料自然状态下的体积，ｍ３。 3）堆积密度 1.定义：散粒材料在自然堆积状态下单位体积质量。 2.公式 式中：ρ‘0——散粒材料的堆积密度，kg／ｍ３； ｍ——散粒材料的质量，kg Ｖ’0——散粒材料自然状态下的堆积体积（堆积体积＝密实体积＋孔隙体积＋空 隙体积），ｍ３。 注意：1.对于相同材料，相同条件下：密度＞表观密度＞堆积密度 2.多数情况下材料的密度是不变的，表观密度和堆积密度是可变的。 2.材料的孔隙和空隙 1）材料的孔隙 孔隙对材料的影响：（1）孔隙的多少（孔隙率）（2）孔隙的特征 1．孔隙率 定义：孔隙率是指材料内部孔隙体积(开口孔隙和闭口孔隙)占材料总体积的百分率。 公式： 2．密实度 定义：材料内部固体物质的实体占材料总体积的百分率。 公式： 孔隙的特征 1）按孔隙尺寸大小，可把孔隙分为微孔、细孔和大孔三种 2） 按孔隙之间是否相互贯通，把孔隙分为孤立孔、连通孔。 3） 按孔隙与外界之间是否连通，把孔隙分为开口孔（Vk）、封闭孔（VB）。 （2）材料的空隙 1．空隙率 定义：散粒材料颗粒间的空隙体积占堆积体积的百分率。 公式： 2．填充率 定义：颗粒的自然状态体积占堆积体积的百分率。 公式： 3、材料的力学性质 1．（1）强度 定义：材料在外力作用下不破坏时能承受的最大应力。 分类：抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、抗弯强度 影响材料强度的因素：1）孔隙率增加，强度降低2）含水率增加，强度降低3）温度升高，强度降低4）试件尺寸大，所测强度降低5）加荷速度慢，所测强度降低 （2）比强度（衡量材料是否轻质、高强的指标） 定义：材料强度与材料的表观密度之比——衡量材料是否轻质、高强。 2．弹性：材料在外力作用下产生变形，外力除去后能完全恢复原来形状的性质。这种可恢复的变形称为弹性变形。 3．塑性：若除去外力，材料仍保持变形后的形状和尺寸，且不产生裂缝的性质。这种不可恢复的变形称为塑性变形。 4．脆性：材料在外力作用下，不发生明显的变形而突然破坏的一种性能。 5．韧性：材料在外力作用下，能吸收大量的能量并能承受较大变形而不至于破坏的性能。 ? 对于韧性材料，极限强度高于破坏（断裂）强度。 ? 对于脆性材料，极限强度与破坏强度是一致的。 6．硬度:是指材料表面抵抗硬物压入或刻划的能力。反映了材料的耐磨性和加工的难易程度。 测量方法：压入法，刻划法 4、 材料与水有关的性质 1．湿润边角：在材料、水和空气的三向交叉点处沿水滴表面做切线，此切线与材料和水接触面的夹角θ，称为湿润边角。当θ≤90°时，表现为亲水性；θ＞90°时，表现为憎水性。 创新思维？1、为什么房屋一楼潮湿？2、如何解决？ 1.因为地下水沿材料毛细管上升，然后在空气中挥发。 2.解决问题的原理与办法：阻塞毛细通道。技术措施，对材料中的毛细管壁进行憎水处理。 2．吸湿性 定义：亲水材料在潮湿空气中吸收水分的性质 。表示方法：含水率 含水率：材料所含水的质量与干燥状态下质量之比 注意：材料开口微孔越多，吸湿性越强 3．吸水性 定义：材料在水中吸水的性质。表示方法：吸水率 注意：材料开口孔越多，吸水量越大，但并不代表吸水率越高，当材料开口细微连通孔较多时，吸水量大，且吸水率高。 4．耐水性 定义：材料长期在水作用下不破坏、强度也不明显下降的性质。 表示方法：软化系数 软化系数KR =材料吸水饱和后的抗压强度/材料干燥时的抗压强度 5．抗渗性 定义：指材料抵抗压力水渗透的性质。 表示方法：渗透系数或抗渗等级 注意：材料的抗渗性与孔隙率和