《土木工程材料》重要作用和发展趋势
57页1、 土木工程材料 重要作用和发展趋势 第一章绪论 主要内容一 土木工程材料的分类二 土木工程材料的重要作用三 土木工程材料的发展趋势四 土木工程材料的标准化五 学习本课程的目的 要求和方法 一 土木工程材料的分类根据化学成分 土木工程材料可分为无机材料 有机材料和复合材料 见下表 按功能可以分为建筑结构材料 墙体材料和建筑功能材料 见下表 绪论 二 土木工程材料的重要作用 1 是各种土木工程的物质基础 在建筑工程中材料所占的投资比例为40 70 左右 见图 图 2 材料决定了建筑结构的设计方法 如提高钢筋混凝土强度可缩小结构的截面尺寸 3 材料决定施工方法 如木结构施工 要用到锯子 钉子 刨子等 钢结构施工则要用到焊接工具 切割工具 吊车等 钢筋混凝土结构施工则要立模 钢筋绑扎 混凝土浇筑等工序 4 是工程质量优劣的决定性因素之一 材料与建筑结构相互影响 相互发展 一种新材料的出现 必将促进建筑结构的改变 如钢筋混凝土 预应力混凝土的出现使建造大跨度桥梁称为可能 高强度混凝土出现使建造高层建筑物成为可能 同样 新的建筑结构的出现又会促进材料科学的发展 上海金茂大厦 图 土坯建造的住房 图
2、 天安门图 所用建筑材料 土 石 木料 砖 石灰 图 埃菲尔铁塔图 三 土木工程材料的发展趋势 1 轻质 高强材料 材料越轻质高强 则建筑物可越高 跨度可越大 施工越容易 2 高性能材料 材料的性能提高 相应地使用寿命提高 3 绿色环保型材料 又称环境友好型材料或生态材料 四 土木工程材料的标准化材料的技术标准 国家标准 行业标准 企业标准和地方标准 GB 国家标准GB T 国家推荐性标准GBJ 建筑工程国家标准JGJ 建设部行业标准JG 建筑工业行业标准JC 国家建材局行业标准JTJ 交通部行业标准DB 地方标准Q 企业标准标准的表示方法 标准名称 部门代号 编号 批准年份例 通用硅酸盐水泥 GB175 2007ASTM 美国国家标准BS 英国国家标准JIS 日本国家标准ISO 国际标准国家标准和行业标准都是全国通用标准 属国家指令性技术文件 均必须严格遵照执行 尤其是强制性标准 标准是根据一定时期的技术水平制定的 它随技术水平的发展需要进行修订 新标准实施后 旧标准自动废除 标准的本质属性是 对同类事物的属性进行统一规定 这种统一规定是有关各方共同遵守的准则和依据 标准制定的对象是
3、重复性事物和概念 这里讲的 重复性 指的是同一事物或概念反复多次出现的性质 例如批量生产的产品 制定标准过程要经有关方面协商一致 如制定产品标准不仅要有生产部门参加 还应当有用户 科研 检验等部门参加共同讨论研究 这样制定出来的标准才具有权威性 科学性和适用性 标准化 包括制定 发布及实施标准的过程 通过制定 发布和实施标准 达到统一是标准化的实质 五 学习本课程的目的 要求和方法目的使学生具有土木工程材料的基本知识 在进行建筑工程设计 施工和工程监理时能正确选用材料 同时也为后继课程的学习打下基础 要求 1 熟练掌握常用材料的物理 化学和力学性能及其合理利用 2 熟悉常用材料的实验原理 实验方法 并初步具有工程材料实验的基本技能 有处理分析实验数据的能力 为以后工作 研究打下基础 学习方法 多记 多思考 多做试验 第二章土木工程材料的基本性质 土木工程材料的基本性质归纳起来可分为 一 物理性质 包括密度 与水有关的性质 与热有关的性质等 二 力学性质 包括强度 塑性与弹性 脆性与韧性等性质 三 耐久性 材料在长期使用中 会受到环境和其内部各种破坏因素的作用 物理 化学及生物因素等 而
4、导致其使用功能下降 材料抵抗这些因素破坏作用的能力叫耐久性 包括抗渗性 抗冻性 耐腐蚀性等 主要内容 2 1材料的物理性质2 2材料的力学性质2 3材料的耐久性2 4材料的组成 结构和构造及其对性能影响 2 1材料的物理性质 2 1 1与密度有关的性质一 密度干燥材料在绝对密实状态下 单位体积的质量称为密度 m v 式中 密度 m 材料实体积的质量 v 材料在绝对密实状态下的体积 即材料内固态物质的实体积 也可叫绝对体积 注意 1 干燥状态的材料 2 单位 一般不用kg 3 实体积的测定 把材料磨成细粉 粒径至少小于0 20mm 除去孔隙 经干燥后用李氏密度瓶测定实体积 二 表观密度 在自然状态下 材料单位表观体积 实体积 开口孔隙体积 闭口孔隙体积 的质量 称为表观密度 干燥状态式中 o 表观密度 或kg o 表观体积 vp 孔隙的体积 mp 孔隙的质量 意义同前 1 实体2 闭口孔隙3 开口孔隙 注意 1 表观体积 实体积 全部孔隙体积 2 单位 kg 和 均可 3 表观密度与材料的含水状态有关 一般含水量增加 表观密度增加 除有特别说明外 一般指干燥状态时的表观密度 4 表观体积
5、的测定方法 形状规则的材料 用尺子测量 形状不规则的材料 加工成规则的形状 用尺子测量 吸水率很小的材料 如砂 石 直接用排水法测量 吸水率较大的材料将材料表面封蜡 再用排水法测量 5 碎石或卵石 2 7 砂 2 6 普通混凝土 2400 2450kg V 实体积V0 表观体积v 视密度时用到的体积m 实体积对应的质量mp 孔隙的质量mo 表观体积对应的质量 VV V0 m mp mo 某块材料的质量与体积关系 三 视密度 砂 石材料的内部孔隙很少 较致密 直接用排水法测出其体积称v 再用如下公式求密度 由于Vb很小 故视所求密度 为密度 称为视密度 单位g cm3 Vb 闭口孔隙的体积 一般 砂 石的表观密度就是指其视密度 四 堆积密度定义 散粒材料在堆积状态下单位体积质量 堆积材料体积构成示意图 干燥状态 m mp ms ms 空隙质量Vs 空隙体积VB 闭口孔体积VK 开口孔体积 注意 1 堆积体积 所有颗粒实体积 所有颗粒孔隙体积 颗粒之间的空隙体积 2 堆积密度包括松装堆积密度和紧装堆积密度 在自然状态下的堆积密度为松装堆积密度 一般称堆积密度 在捣实状态下的堆积密度称紧装堆
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