1、,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,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,1.2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（cm3或m3）0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
2、育学院,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。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,1.3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。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,1.4材料的孔隙率：材料内部孔隙的体积占总体积的百
3、分率。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,三个体积：,2.1亲水性与憎水性：材料在空气中与水接触时，根据其是否能被水润湿，分为能被水润湿亲水性，润湿边角900 不能被水润湿憎水性，润湿边角900,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,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
4、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,2.2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。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。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,2.3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
5、性用含水量（或含水率）表示。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。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,2.4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。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，MpaK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
6、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,2.5材料的抗渗性：材料在抵抗压力水渗透的性质。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、1.0 Mpa的水压力而不渗水。,混凝土抗渗仪,混凝土抗渗试模（左）,2.6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。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
7、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,1.1材料的强度:表示材料在外力作用下抵抗破坏的能力。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,F,F,F,F,F,（a）抗压,（d）抗剪,F,F,L,F,L/3,F,（c）抗弯（抗折）,F,F,F,F,F,F,F,（b）抗拉,L/3,L/3,F,F,F,材料的强度是通过静力试验来测定的，抗压
8、、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mm2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。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,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。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
9、院,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,材料的其它性质见教材，不作为重点。,1、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2、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。3、称河砂500 g，烘干至恒重时质量为494g，求此河砂的含水率。4、有直径20 mm，长14 m的钢筋一捆25根，计算其总质量为多少kg？（钢材的密度为7.85 t/m3）,三、作业,城乡建设学院/远程与继续教育学院,5、某工程共需要煤矸砖（240 mm115 mm53 mm）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？（1 m3砖的理论匹数为684匹，砖的容重为1.8 t/m3）6、收到含水率为5%的河砂500 t，实为干砂多少t？如果需要干砂500 t，应进含水率为5%的河砂多少500 t？7、同体积的干河砂与湿河砂哪个更重？为什么？,城乡建设学院/远程与继续教育学院,
