01 第1章 土木工程材料基本性质.pptx

第1页：土木工程材料课程封面

土木工程材料课程封面，标示课程名称与本课程的主题构成。

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第13页：课程学习内容

学习内容

1. 第1章 土木工程材料的基本性质
2. 第2章 气硬性胶凝材料
3. 第3章 水泥
4. 第4章 混凝土
5. 第5章 砂浆
6. 第6章 墙体材料和屋面材料
7. 第7章 金属材料
8. 第8章 木材
9. 第9章 沥青与防水材料
10. 第10章 天然石材

第14页：土木工程与材料

0.1 土木工程与材料

土木工程

泛指建筑工程、道路桥梁工程、水利工程等建设性工程。

土木工程材料

土木工程中所使用的各种材料及制品，都统称为土木工程材料。

第15页：土木工程材料的基本要求

土木工程材料应满足如下要求：

• 必须具备足够的强度，能够安全地承受设计荷载；
• 材料表观密度较小，以减轻结构和地基的负荷；
• 具有与使用环境相适应的耐久性，以减少维修费用；
• 对于特殊部位，材料应具有特殊功能，如隔热、防水和隔声等。

第16页：土木工程材料的分类

0.2 土木工程材料的分类

0.2.1 按材料的化学成分分类

按材料的化学成分可分为无机材料、有机材料和复合材料三大类，各大类中还可进行更细的分类。

0.2.2 按材料在建筑物或构筑物中的功能分类

可分为承重材料和非承重材料、保温隔热材料、吸声隔声材料、防水材料、装饰材料等。

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第18页：按使用部位分类

0.2.3 按材料的使用部位分类可分为：

• 结构材料
• 墙体材料
• 屋面材料
• 地面材料
• 饰面材料

第19页：土木工程材料的技术标准

0.3 土木工程材料的技术标准分为：

• 国家标准
• 行业标准
• 企业标准

第20页：第1章 土木工程材料的基本性质

第1章 土木工程材料的基本性质

1.1.1 材料的密度、表观密度与堆积密度

密度

材料在绝对密实状态下，单位体积的质量，按下式计算（计算式见课件图示）。

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第22页：表观密度

表观密度

材料在自然状态下，单位体积的质量，按下式计算（计算式见课件图示）。

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第24页：堆积密度

堆积密度

材料为砂、石子、水泥等，在堆积状态下，单位体积的质量，按下式计算（计算式见课件图示）。

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第26页：密实度

密实度

材料体积内被固体物质充实的程度，按下式计算（计算式见课件图示）。

第27页：孔隙率

孔隙率

材料体积内，孔隙体积所占的比例，按下式计算；即 D＋P＝1，密实度＋孔隙率＝1。

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第29页：填充率

填充率

散粒材料堆积体积中，颗粒填充的程度，按下式计算（计算式见课件图示）。

第30页：空隙率

空隙率

散粒材料堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比例，按下式计算；即 D′＋P′＝1，填充率＋空隙率＝1。

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第32页：材料的亲水性与憎水性

1.2.1 材料的亲水性与憎水性

亲水性

材料与水接触时能被水润湿的性质称为亲水性，具备这种性质的材料称为亲水性材料，如砖、混凝土、木材等。

憎水性

材料与水接触时不能被水润湿的性质称为憎水性，具备这种性质的材料称为憎水性材料，如塑料、沥青、玻璃和钢材等。

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第35页：材料的吸水性与吸湿性

1.2.2 材料的吸水性与吸湿性

吸水性

材料在水中吸收水分的性质称为吸水性，用吸水率表示。

吸湿性

材料在空气中吸收水分的性质称为吸湿性，用含水率表示。

第36页：材料的耐水性

1.2.3 材料的耐水性

耐水性

材料抵抗水破坏作用的性质称为耐水性，用软化系数表示。

第37页：材料的抗冻性与抗渗性

1.2.4 材料的抗冻性与抗渗性

抗冻性

材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，同时也不严重降低强度的性质称为抗冻性，用抗冻等级表示。

抗渗性

材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性，用渗透系数表示。

第38页：材料的强度

1.3 材料的基本力学性质

1.3.1 材料的强度

强度

材料在外力（荷载）作用下抵抗破坏的能力称为强度。

(1) 材料的抗压、抗拉及抗剪强度：按下式计算（计算式见课件图示）。

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第40页：材料抗弯强度

(2) 材料抗弯强度

材料抗弯强度按试件受弯破坏时的荷载、跨度与截面尺寸计算，计算式见课件图示。

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第42页：材料的弹性与塑性

1.3.2 材料的弹性与塑性

弹性

材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，变形能完全消失的性质称为弹性。

塑性

材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，仍保持变形后的形状，并不产生裂缝的性质称为塑性。

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第45页：材料的脆性与韧性

1.3.3 材料的脆性与韧性

脆性

材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，材料突然破坏，而破坏时无明显的塑性变形。

韧性

材料在外力作用下，能够吸收较大的能量而不破坏的性质称为韧性。

第46页：材料的导热性

1.4.1 材料的热工性质

导热性

材料传导热量的性质称为导热性，以导热系数表示；材料的导热系数愈大，其传导的热量就愈多。

影响材料导热系数的主要因素有材料的物质构成、微观结构、孔隙构造、温度、湿度和热流方向等。

第47页：材料的热容量

热容量

材料受热（或冷却）时吸收（或放出）热量的性质称为材料的热容量，用比热容表示（计算式见课件图示）。

第48页：材料的耐久性

1.4.2 材料的耐久性

作用于材料的自然因素和有害介质可概括为以下几个方面：

物理作用

指材料受干湿、冷热、冻融变化等，使材料体积发生收缩与膨胀，或产生内应力而开裂破坏。

化学作用

指材料在大气和环境水中的酸碱盐等溶液的侵蚀下，使材料逐渐发生质变而破坏。

生物作用

指材料在昆虫或菌类等的侵害下，导致材料发生虫蛀、腐朽而破坏。