城乡建设学院校级精品课土木工程材料ppt课件:1材料基本性质.ppt
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建筑材料黄显彬副教授城乡建设学院2013.01.20城乡建设学院/远程与继续教育学院第第11章材料基本性质章材料基本性质城乡建设学院/远程与继续教育学院教学要求:
教学要求:
掌握材料的物理性质和力学性质掌握材料的物理性质和力学性质了解材料的耐久性、了解材料的耐久性、装饰性等等装饰性等等教学要求:
教学要求:
掌握材料的物理性质和力学性质掌握材料的物理性质和力学性质了解材料的耐久性、了解材料的耐久性、装饰性等等装饰性等等教学要求:
教学要求:
掌握材料的物理性质和力学性质掌握材料的物理性质和力学性质了解材料的耐久性、了解材料的耐久性、装饰性等等装饰性等等n1.1材料的密度:
材料在绝对密实状态下(不包含内部孔隙和颗粒之间的空隙)单位体积(实体体积)的质量。
=m/V=m/V(g/cm3)(g/cm3)式中:
式中:
mm材料在干燥状态下的质量材料在干燥状态下的质量(g)(g);VV材料在绝对密实状态下的体积材料在绝对密实状态下的体积(cm3)(cm3)。
n实际上,几乎所有材料均有孔隙和空隙,但是钢材、玻璃等材料的孔隙和空隙非常小,可以认为能够绝对密实。
一、概述城乡建设学院/远程与继续教育学院1、材料的物理性质n作为理论研究,松散材料,例如建筑用砂、碎石等需要测定其密度时,需要将材料磨成细粉(粒径小于0.02mm),经过干燥后用李氏瓶测得其实体体积。
城乡建设学院/远程与继续教育学院李氏瓶示意图李氏瓶示意图n1.2材料的表观密度(原称容重):
材料在自然状态下单位体积(包含实体体积和内部孔隙体积)的质量。
0=m/V0(g/cm3或kg/m3)式中:
m材料的质量(g或kg);V0材料在自然状态下的体积(在自然状态下的体积(cmcm33或或mm33)00与含水情况有关,当材料所含的水分不同时其所测定的材料表观密度也有差异,通常指的是干燥状态下的表观密度。
城乡建设学院/远程与继续教育学院n不规则的材料的体积要采用排水法求得,但材料表面应预先涂上蜡,以防止水分渗入材料内部而导致测量不准确。
n土木工程中的砂、石材料,其内部孔隙极少,用排水法测出的颗粒体积与实体体积基本相同,所以,砂、石的表观密度可近似地看作其密度,常常称为视密度。
城乡建设学院/远程与继续教育学院n1.3堆积密度:
材料在松散自然堆积状态下,单位体积(包括实体体积、内部孔隙和外部空隙体积)的质量。
n密度、表观密度和堆积密度,土木工程中在计算材料用量、构件自重、配料、材料堆积体积,以及计算运输材料的车辆时,均需用到材料的上述参数。
城乡建设学院/远程与继续教育学院n1.4材料的孔隙率:
材料内部孔隙的体积占总体积的百分率。
n孔隙率的大小直接反映材料的密实程度,孔隙率大,则密实度小。
土木工程中队需要保温隔热的材料或部位,要求其所用材料的孔隙率要较大;相反,对要求高强或不透水的建筑或部位,则其所用材料的孔隙率要小。
城乡建设学院/远程与继续教育学院城乡建设学院/远程与继续教育学院闭口孔隙自然状态下的块状材料开口孔隙三三三三个体积个体积个体积个体积:
n2.1亲水性与憎水性:
材料在空气中与水接触时,材料在空气中与水接触时,根据其是否能被水润湿,分为根据其是否能被水润湿,分为能被水润湿能被水润湿亲水性亲水性,润湿边角,润湿边角909000不能被水润湿不能被水润湿憎水性憎水性,润湿边角,润湿边角909000城乡建设学院/远程与继续教育学院2、材料与水有关的性质n亲水材料易被水润湿,且水能通过毛细管作用而被吸入材料内部。
憎水材料则能阻止水分渗入毛细管中,从而降低材料的吸水性。
憎水材料常被用做防水材料,或用做亲水材料的覆盖层,提高其防水、防潮性能。
土木工程材料中大多数为亲水材料,如水泥、混凝土、砂、石、砖、木材等,只有少数材料如沥青、石蜡及某些塑料等为憎水材料。
城乡建设学院/远程与继续教育学院n2.2材料的吸水性:
材料在水中能吸收水分的性质。
吸水性有质量吸水率和体积吸水率两种表示方法。
n质量吸水率:
材料在吸水饱和时,内部所吸水水分的质量占材料干质量的百分率。
n体积吸水率:
材料在吸水饱和时,其内部所吸收水分的体积占干燥材料自然体积的百分率。
城乡建设学院/远程与继续教育学院n2.3材料的吸湿性:
材料在潮湿空气中吸收水分的性质。
材料的吸湿性用含水量(或含水率)表示。
n含水量:
材料内部所含水分的质量占材料干质量的百分率。
见教材公式。
分子为水的质量,分母为干材料质量。
n含水量是建筑材料的一个重要概念,具有重要的理论和实际意义。
在进行混凝土配合比拌制时、现场搅拌混凝土和商混站搅拌混凝土时经常会检测砂、石的含水量。
城乡建设学院/远程与继续教育学院干燥箱干燥箱n2.4材料的耐久性:
材料长期在水作用下,经久耐用,强度也不显著降低的性质。
n材料的耐久性用软化系数表示:
k=fb/fg。
公式中fb表示材料在饱水状态下的抗压强度,Mpa;fg表示材料在干燥状态下的抗压强度,MpanK在01之间,不同材料的k值相差很大,如粘土k=0,而金属k=1;土木工程中将k0.85的材料称为耐水材料城乡建设学院/远程与继续教育学院城乡建设学院/远程与继续教育学院n2.5材料的抗渗性:
材料在抵抗压力水渗透的性质。
n抗渗性用抗渗等级Pn表示,抗渗等级是以规定的试件在规定的试验条件下,所能承受的最大水压力来确定;其中的n,表示材料所能承受的最大水压力(Mpa)的10倍,例如P4、P6、P10表示材料最大能承受0.4、0.6、1.0Mpa的水压力而不渗水。
混凝土抗渗仪混凝土抗渗试模(左)n2.6材料的抗冻性:
材料在饱水状态下,能经受多次冻融循环而不破坏,也不严重降低强度的性质。
n抗冻性用抗冻等级Fn表示,抗冻等级是以规定的试件在规定的试验条件下,测得其强度降低不超过规定值,并无明显剥落所能经受的冻融循环次数来确定;其中的n,表示最大冻融循环次数,例如F25、F50等。
城乡建设学院/远程与继续教育学院n1.1材料的强度:
表示材料在外力作用下抵抗破坏的能力。
n强度按照外力作用形式不同,分抗压强度、抗拉强度、抗剪强度和抗折(抗弯)强度等。
二、材料的力学性质城乡建设学院/远程与继续教育学院1、材料的强度与强度等级城乡建设学院/远程与继续教育学院FFFFF(a)抗压(d)抗剪FFLFL/3F(c)抗弯(抗折)FFFFFFF(b)抗拉L/3L/3FFFn材料的强度是通过静力试验来测定的,抗压、抗拉和抗剪强度用公式f=P/A表示。
其中f表示材料的抗压、抗拉或抗剪强度,单位N/mm2或Mpa;P表示施加的荷载,单位N;A表示受力截面积,单位mm2n材料的抗弯强度又称为抗折强度,分两种情况:
第一种为1个集中荷载(两个支点),代表构件为水泥胶砂试件(40mm40mm160mm)的抗折强度。
n第一种计算公式ftm=3Pl/(2bh2),符号意义见教材城乡建设学院/远程与继续教育学院n第二种为2个集中荷载(两个支点),代表构件为公路水泥混凝土路面的水泥混凝土试件(150mm150mm550mm)的抗折强度。
n第二种计算公式为ftm=Pl/(bh2),符号意义见教材城乡建设学院/远程与继续教育学院n强度等级见教材,在相应章节中进行详细介绍。
城乡建设学院/远程与继续教育学院2、强度等级3、材料的其它性质n材料的其它性质见教材,不作为重点。
n1、名词解释:
密度、表观密度、孔隙率、空隙率、含水量、耐久性、抗渗性、抗冻性、强度n2、强度按照外力作用形式不同分为哪几类?
分别写出其计算公式。
n3、称河砂500g,烘干至恒重时质量为494g,求此河砂的含水率。
n4、有直径20mm,长14m的钢筋一捆25根,计算其总质量为多少kg?
(钢材的密度为7.85t/m3)三、作业城乡建设学院/远程与继续教育学院n5、某工程共需要煤矸砖(240mm115mm53mm)15万匹,用载重量为5吨(t)的汽车分五批运完,每批需要安排汽车多少辆?
(1m3砖的理论匹数为684匹,砖的容重为1.8t/m3)n6、收到含水率为5%的河砂500t,实为干砂多少t?
如果需要干砂500t,应进含水率为5%的河砂多少500t?
n7、同体积的干河砂与湿河砂哪个更重?
为什么?
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