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土木工程材料 第1章 土木工程材料的基本性质 本章主要内容 1.1 材料科学的基本理论 1.2 材料的基本物理性质 1.3 材料的基本力学性质 1.4 材料的耐久性 1.2 材料的基本物理性质 1.2.1 材料的密度、表观密度与堆积密度 1 密度 计算 测定 2. 材料的表观密度 计算 测定 3. 材料的堆积密度 计算 测定 常用材料的密度、表观密度，堆积密度 1.2.2 材料的密实度与孔隙率 1.材料的密实度 计算 2.孔隙率 计算 1.2.3 材料的填充率与空隙率 1.材料的填充率 计算 2.空隙率 计算 2.材料的吸水性和吸湿性 （1）含水率 计算 （2）材料的吸水性 表示 4.材料的抗渗性 表示方法 指材料在吸水饱和状态下，能经受反复冻融循环作用而不破坏，强度也不显著降低的性能。 1.3 材料的基本力学性质 1.3.1材料的理论强度 1.3.2 材料的强度 定义 按所受外力作用方式分类 强度的计算 抗拉、抗压、抗剪强度： 抗弯强度：   实际上，在真实材料中，完全的弹性材料或完全的塑性材料是不存在的。 1.3.4 脆性和韧性 材料的选用 物理作用、化学作用、机械作用、生物作用。 例1-1 材料的密度、表观密度、堆积密度有何区别？如何测定？ 解 密度： 表观密度： 堆积密度： 对于含孔材料，三者的测试方法要点如下： 测定密度时，需先将材料磨细，之后用李氏瓶采用排出液体或水的方法来测定体积。 测定表观密度时，形状规则的材料直接测其体积；形状不规则的材料将材料浸水使其吸水饱和后擦干表面水分，然后再将材料放入水中，采用排开水的方法来测体积； 测定堆积密度时，将材料直接装入已知容积的容量筒中，直接测试其在自然堆积状态下的体积。 例1-2 某工地所用卵石材料的密度为2.65g/cm3、表观密度为2.61g/cm3、堆积密度为1680 kg/m3，计算此石子的孔隙率与空隙率？ 解 石子的孔隙率P为： 例1-3 某石材在气干、绝干、水饱和情况下测得的抗压强度分别为174、178、165 MPa，求该石材的软化系数，并判断该石材可否用于水下工程。 解 该石材的软化系数为: 习题 6．为维持房间温度的稳定，用作墙体、屋面及房屋其它构件的材料，其热容量越大越好。 ( ) 7．将某种含孔的材料，置于不同湿度的环境中，分别测得其密度，其中以干燥条件下的密度为最小。 （ ） 8．材料受潮或冰冻后，其导热性降低。 （ ） 9．材料的渗透系数愈大，其抗渗性愈好。( ) 10．材料的软化系数愈大，表明材料的耐水性越差 （ ） 三、填空题 1．材料在自然状态下的体积是指构成材料的（　 ）体积与全部（ 　）体积之和。 2.材料吸水性大小用指标（　 ）表示。 3．经常位于水中或受潮严重的重要结构物的材料，其软化系数不小于（　　）；受潮较轻或次要结构的材料，其软化系数不宜小于（ ）。 4.材料抵抗（ ）的性质称为抗渗性，其大小可用( ）表示，也可用（ ）表示。 5.一般说，具有（ ）孔径、（ ）孔隙的（ ）性材料其吸水率较大。 6.脆性材料的抗压强度比抗拉强度（ ）得多，因此常用（ ）值来划分强度等级。 7.选用墙体材料时，应选用导热系数（ ）些，热容量（ ）些的材料，才能使室内冬暖夏凉。 8．材料抗冻性通常用（ ）表示。 9．脆性材料在破坏前没有明显的（ ）变形。 10．导热性的大小常用（ ）表示，该值越小，绝热性能越（ ）。 11．围护结构的绝热性能，可用（ ）来表示。 12.含水率为4％的湿砂100kg，其中含干砂（ ）kg 固体物质 孔隙 吸水率 0.85 0.75 压力水渗透 渗透系数 抗渗等级 细小 开口 亲水 大 抗压强度 小 大 抗冻等级 塑性 导热系数 好 导热系数 96.2 * * ρ—密度, g/cm3 m—材料的质量，g V—材料的绝对密实体积，cm3 即不包括内部孔隙的材料体积 磨细--烘干--称重--李氏比重瓶测V--计算 ρ0—材料的表观密度, g/cm3 或 kg/m3m —材料的质量，g 或 kgV0—材料的表观体积，cm3 或 m3 即包括内部孔隙在内的体积。 规则材料：直接测量； 不规则材料：排液法 测量填充在一定容器内的材料质量， 堆积体积即为所用容器的容积。 式中 ρ0，—材料的堆