(整理)土木工程材料的基本性质试验
《土木工程材料(第3版)》教学课件第1章 绪论 土木工程材料的基本性质
进入20世纪后，由于社会生产力突飞猛进，以及材料科学与工 程学的形成和发展，土木工程材料不仅性能和质量不断改善，而且品 种不断增加，以有机材料为主的化学建材异军突起，一些具有特殊功 能的新型土木工程材料也应运而生。
五、抗渗性
材料抵抗压力水或其他液体渗透的性质。
材料的抗渗性用渗透系数K表示，一般用抗渗标号P表示。如 P2、P4、P10分别表示可抵抗0.2、0.4、1.0 MPa 压力水不 渗漏。
1.3 材料与水有关的性质
六、抗冻性
材料在含水状态下能经受多次冻融循环而不破坏、强 度不显著下降，且质量也不显著减少的性质。
P+D=1
开口孔隙率PK 材料内开口孔隙体积占总体积的百分率。 PK＝VK/V0 闭口孔隙率PB 材料内闭口孔隙体积占总体积的百分率。 PB＝VB/V0
VP=VK+VB P=PK+PB
1.1 材料的基本物理性质
3.空隙率（P’）－－散粒或粉状材料在堆积状 态下，颗粒间空隙体积（VS）占材料堆积体积 （V’0）的百分率。
材料在吸水饱和状态下，所吸水的体积占材料干燥状态
下的体积的百分比。
Wv=
mb－mg× V0
1 ρw
×100％
ρw －水的密度； V0 －材料干燥状态下的体积，
cm3或m3。
1.3 材料与水有关的性质
2.吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质,用含水率
表示。
Wh=
土木工程材料基本性质的试验教学讨论
“ 木 工 程 材 料 ” 程 是 土 木 工 程 专 业 土 课 必 修 的 专 业 基 础 课 ， 木 工 程 材 料 试 验 是 土 该 课 程 的重 要 组 成 部 分 ， 中材 料 基 本 性 其 质试 验 涉 及 内 容 较 多 ， 该 课 程 的 基 本 试 是 验 之一 ， 密度 、 观 密 度 等 知识 点是 该 试 验 表 的 核 心 内容 ， 确 解 读 不 同 的 密 度 概 念 及 准 其 它们 的 区 别 与 联 系 ， 指 导 学 生 完 成 试 是
出 处 理 单 位 体 积 的 质 量 即 为 密 度 ， 使 测 为 定 的 材 料 （ 如 水 泥 、 粉 ） 产 生 水 化 反 例 石 不 ｍ 为材 料 的质量 ，或ｋ ； 为材料 在 自然状 ｇ ｇ 应 ， 体 介 质通 常 采 用 无 水 煤 油 。 应 对 亲 液 并 态下 的体 积 ，ｍ ｃ 或ｍ 。 水 性 粉 状 材 料 做 液 体 介 质 测 定 。 料 细 度 材 堆积 密度（ ｃｍｕａｅ ｅｓ ｙ 是粉 状 Ａｃｕ ｌｔ ｄ ｎｉ ） ｔ 直 接 影 响 测试 结 果 ， 料 磨得 越 细 （ 少 小 材 至 或颗 粒 材 料 ， 堆 积 状 态 下 ， 位 体积 的 质 在 单 于 ０ ２ ｍｍ）测 得 的数 值越 接 近 定 ， 采 用 李 氏瓶 可 测 体积 ， 一 般 采 用 “ 但 容量 瓶 法 ” 主 要 仪 器 ， 有 容 量瓶 、 平 、 箱 、 杯 等 。 两 种 方 法 天 烘 烧 这 的取 舍 ，Ｊ Ｇ Ｅ ２ ０ ５ （ Ｔ ４ —２ ０ 公路 工程 集 料试 （ 验规 程 》 了 对 比 ： 容 量 瓶 法 ” 作 “ 通过 称 重计 算 ， 是 由刻 度 线 体 积 计 算 ， 料 的 体 积 是 不 材
土木工程材料材料基本性质
火烧
难碳化
防火处理的 木材和刨花板
可燃材料
高温 火烧
立即起火 或微燃
木材
42
1.1.4 热工性质
• 耐燃性
钢铁、铝、玻璃等材料受到火烧或高温作 用会发生变形、熔融，所以虽然是非燃烧
材料，但不是耐燃的材料
43
1.1.4 热工性质
• 耐燃性
44
1.1.4 热工性质
• 耐燃性案例
某在建住宅楼不慎发生火灾，混凝土被破坏
组成相同，其构造不同，强度也不同。
孔隙率愈大
强度愈低
53 6-23
1.2.1 强度
• 影响材料强度的几个因素
2. 材料的强度也与其含水状态有关， 含有水分的材料，其强度较干燥时的低
3. 材料的强度也与其温度有关 一般温度高时，材料的强度将降低
例如：沥青混凝土，钢铁
54 7-23
1.2.1 强度
• 影响材料强度的几个因素
• 耐水性
材料长期在水作用下不破坏，强度也不显著降低的性质
耐水性用 软化系数
KR的大小表明材料在浸 水饱和强度降低的程度。
KR值愈小，表示材料吸水饱和后 强度下降愈多，即耐水性愈差。
28
1.1.3 与水有关的性质
• 耐水性
一般来说，材料被水浸湿后，强度均会有所降低。这是 因为水分被组成材料的微粒表面吸附，形成水膜，削弱
对于细微连通的孔隙，孔隙率愈大，则吸水率愈大。 封闭的孔隙内水分不易进去，而开口大孔虽然水分易进入，
但不易存留，只能润湿孔壁，所以吸水率仍然较小。
24
1.1.3 与水有关的性质
•吸水性与吸湿性
空气湿度 环境温度
吸湿性
微小开口孔隙
土木工程材料试验
土木工程材料试验土木工程材料试验是土木工程学的一个重要分支。
土木工程材料试验是指通过实验检测和研究土木工程建设中所使用的材料的特性和性能，以确定材料是否能够满足工程设计和使用要求的一项工作。
土木工程材料试验包括对水泥、混凝土、钢筋、砂、石等建筑用材料的物理、力学和化学性质的检测和研究。
这些材料的使用和性能与工程的稳定性、耐久性、安全性直接相关，因此，土木工程材料试验是保证土建工程质量和安全的重要手段之一。
水泥是混凝土中最重要的成分，用于将砂、石骨料等混合物固化成混凝土。
水泥的品质直接影响着混凝土的强度和耐久性。
因此，对水泥的检测必须非常严格。
常见的水泥试验包括外观检查、比表面积测定、细度试验、初凝时间以及标准强度测定等。
混凝土试验是土木工程材料试验的重中之重，涉及到混凝土各项基本力学参数的测定和评估。
常见的混凝土试验包括坍落度试验、抗压强度试验、弯曲强度试验、抗冻融试验和水泥石平面比表面积试验等。
钢筋是混凝土中用于增强混凝土抗拉强度和弯曲强度的材料。
钢筋品质的好坏直接关系着混凝土的质量和性能。
钢筋试验主要包括低倍显微镜检查、拉伸试验、楼支撑试验、硬度测量和金相组织分析等。
除了上述基本的材料试验外，土木工程材料试验中还包括一些特殊性质的检测。
比如说，对一些新型、特殊的建筑材料，如新型钢、复合材料等材料中的载荷和断裂模式的测试；对不同天气条件下典型建筑材料的耐久性实验；以及建筑材料在不同温度、湿度等环境条件下的应力、应变、变形分析等试验。
总的来说，土木工程材料试验是土木工程学中非常重要的一部分。
它通过科学的检测和研究方法，全面评估不同建筑材料的性质和特点，以保证土建工程的高质量、高效率和长期稳定性。
因此，对于从事相关领域的技术人员而言，掌握土木工程材料试验的试验方法和技能是非常必要的。
土木工程材料实验报告一
实验一基本物理性质试验组别：组员：试验日期：____年___月____日一、砖的密度试验1.试验目的：测定砖在自然状态下的密度。
2.试验过程：①在李氏瓶中注入与砖粉不起反应的液体至突颈下部，记下刻度数为18 ml（V0 (cm3)）；②用天平称取砖粉M0 (g)，用小勺和漏斗小心地将砖粉徐徐送入李氏瓶中，轻轻摇动李氏瓶使液体中的气泡排出，记下液面刻度V1 (cm3)；③再称出剩下的砖粉M1(g)，计算装入瓶内的砖粉质量M(g)，根据前后两次液面读数，计算出液面上升的体积，即为瓶内砖粉的绝对体积V(cm3)。
3.试验数据记录与计算：二、砖的表观密度试验1.试验目的：测定砖在自然状态下的表观密度。
2.试验过程：①称出砖块的质量M(g)；②用钢尺量出砖块的尺寸（每边测三次，取平均值），并计算出体积V0 (cm3)。
3.试验数据记录与计算：4.孔隙率计算：P = (1- ρ0/ρ) *100%=(1-1.79/2.60)=31.15%三、砂的视密度试验1.试验目的：测定砂在自然状态下的视密度。
2.试验过程：①称出干砂300g（M0 (g)）；②将水注入容量瓶至瓶颈刻度线处，称出瓶与水的质量M2(g)；③将容量瓶里的水倒出部分，将300g干砂全部倒入容量瓶内，轻轻摇晃容量瓶，再将水加到瓶颈刻度线处，称得总质量M1(g)。
3.试验数据记录与计算：温州大学建工学院-瓯江学院2014级土木专升本四、砂的堆积密度试验1.试验目的：测定砂在自然状态下的堆积密度。
2.试验过程：①称量出1L容量筒的质量M2(g)；②用漏斗将砂装入容量筒，用钢尺将多余的砂沿筒中心线向两个相反方向刮平；③称量出砂与容量筒的总质量M1 (g)。
3.试验数据记录与计算：。
土木工程材料实验报告
广西科技大学鹿山学院实验报告课程名称：土木工程材料指导教师：班级：姓名：学号：成绩评定：指导教师签字：年月日土木工程材料实验课的要求一、实验室的纪律要求1．进入实验室后，要听从教师的安排，不得大声说笑和打闹。
2．进入实验室后，对本组所用的仪器设备进行检查，如有缺损或失灵应立即报告，由教师修理或调换，不得私自拆卸。
实验结束时，应将所用仪器设备按原位放好，经检查后方可离开实验室。
3．要爱护实验仪器设备，严格按照实验操作规程进行实验，同时注意人身安全，非本次实验所用的室内其他仪器，不得随便乱动。
4．在实验过程中，当仪器设备被损坏时，当事者应立即向实验室教师报告，由其根据学校的规定给予检查或赔偿等处理。
5．实验结束后，每组学生对所用的仪器设备及桌面、地面应加以清理，并由各实验小组轮流做全室的卫生整理。
6．完成实验后，经教师同意后方可离开实验室。
二、实验与实验报告的要求1．每次做实验以前，要认真阅读实验指导书，熟悉实验内容和实验方法步骤。
2．要以严肃的科学态度、严格的作风、严密的方法进行实验，认真记录好实验数据。
3．在实验课进行中要认真回答教师提出的问题，回答问题的情况作为实验课考核成绩的一部分。
4．要认真填写、整理实验报告，不得潦草，不得缺项、漏项，报告中的计算部分必须完成，同时要保持实验报告的整洁。
5．实验报告应及时完成，并按老师规定的时间上交。
实验一土木工程材料的基本性质实验报告一、实验内容二、主要仪器设备及规格型号三、实验记录(一) 材料的表观密度测试试样名称：_____________________ 实验日期：____________________ 气温／室温：_____________________ 湿度：____________________1．砂的表观密度：表1—4 砂表观密度测定结果2．石子的表观密度：表1—5 石子表观密度测定结果试样名称：_____________________ 实验日期：____________________ 气温／室温：_____________________ 湿度：____________________表1—6 堆积密度测定结果(五) 材料的吸水率测试试样名称：_____________________ 实验日期：____________________ 气温／室温：_____________________ 湿度：____________________表1—7 吸水性测定结果四、实验小结：实验二水泥实验报告一、实验内容二、主要仪器设备及规格型号三、实验记录水泥品种：_____________________ 强度等级：____________________ 产品及名称：_____________________ 出厂日期：____________________(一) 水泥细度测试实验日期：____________ 气温／室温：____________ 湿度：____________1．负压筛析法表2—1 水泥细度记录表2．水筛法表2—2 水泥细度记录表3．手工干筛法表2—3 水泥细度记录表(二) 水泥标准稠度测试实验日期：____________ 气温／室温：____________ 湿度：____________1．标准法表2—4 标准稠度用水量测定记录表2．代用法(1) 调整水量法表2—5 标准稠度用水量测定记录表(2) 不变水量法表2—6 标准稠度用水量测定记录表(三) 水泥凝结时间测试实验日期：____________ 气温／室温：____________ 湿度：____________表2—7 水泥凝结时间记录表结论：(四) 水泥安定性测试实验日期：____________ 气温／室温：____________ 湿度：____________1．标准法(雷氏夹法)表2—8 水泥安定性记录表2．代用法(试饼法)沸煮前试饼情况形容：直径约______________ ；厚度______________ ；沸煮后目测试饼情况：______________________________________________________ 。
土木工程材料的基本性质试验
土木工程材料的基本性质试验试验日期：试验人：同组人姓名：组号：试验目的：通过试验掌控材料的密度、表观密度、孔隙率等概念以及材料的强度与材料的孔隙率大小及孔隙特征的关系，检验水对材料力学性能的影响。
预习思考题：材料的密度、表观密度、孔隙率和软化系数的概念就是什么？一、密度试验：密度：材料在绝对规整状态下单位体积所具备的质量。
1.主要仪器设备：李氏比重瓶，烧杯，小勺，漏斗，天平（称量1kg，感量0.01g）。
2.方法步骤：（1）试样制取：将试样切碎，通过900孔/cm2的筛，除去筛余物，放到105～110℃烘箱中烘至恒重，放进干燥器中水泵。
（2）在比重瓶中注入水至突颈下部刻线零以上少许，记下初始读数v1。
（3）用天平称取60～90g试样，用小勺和圆柱形将试样徐徐送进比重瓶中，直到液面下降至20ml刻度左右。
（4）排除比重瓶中气泡，记下液面刻度v2；称取剩余的试样质量，算出装入比重瓶内的试样质量m(g)。
（5）排序：密度??m(g/cm3)（准确至0.01g/cm3）v式中：m：放入瓶中试样的质量（g）v：放入瓶中试样的体积（cm3）3.记录及结果排序：1试验次数12装入瓶内试样质量（g）初始质量剩余质量试样体积（cm3）密度（g/cm3）试验值平均值比重瓶中瓶中液面初加试样后液试样体积试样质量始读数v1面读数v2v2－v1注：按规定试验应做两次，两次结果相差不应大于0.02g/m3。
二、表观密度试验：表观密度：材料在自然状态下（包含内部孔隙）单位体积所具有的质量。
1、主要仪器设备游标卡尺（精度0.1mm），天平（感重0.1g），烘箱，干燥器。
2、方法步骤（1）将试样放置在105～110?c烘箱中烘至恒重。
（2）用卡尺测量试件尺寸（每边测量三次挑平均值），并排序出来体积vo（m3）（3）称取试样质量m（g）。
（4）排序：表观密度?o?m(g/cm3)（排序至小数点后第二位）vo式中：m：试样质量（g）v0：试样体积（m3）3、记录及结果计算：试件编号123试件质量（g）试件尺寸（cm）长宽高试件体积vo(cm3)表观密度?o(g/cm3)试验值平均值注：按规定试样表观密度取三块试样的算术平均值作为评定结果。
第1章 土木工程材料的基本性质
(2) 砖浸水后强度下降
某地发生历史罕见的洪水。洪水退后，许 多砖房倒塌，其砌筑用的砖多为未烧透的 多孔的红砖，见下图。请分析原因。
原因分析：这些红砖没有烧透，砖
内开口孔隙率大，吸水率高。吸水
后，红砖强度下降，特别是当有水
进入砖内时，未烧透的粘土遇水分
散，强度下降更大，不能承受房屋
未烧透的的重红量，砖从而导致房屋倒塌。
保温层的目的是较少外界温度变化对住户的 影响，材料保温性能的主要描述指标为导热 系数和热容量，其中导热系数越小越好。观
A B 察两种材料的剖面，可见A材料为多孔结构， B材料为密实结构，多孔材料的导热系数较 小，适于作保温层材料。
7.其它性质
1 耐火性
耐火材料、难熔材料、易熔材料
2 耐燃性
韧性材料：低碳钢、木材、玻璃钢等。
1.2.4 材料的硬度和耐磨性（了解性内容）
1.硬度——抵抗外物压入或刻划的能力。 可采用：莫氏硬度（石料、陶瓷等）； 布氏、洛氏硬度（金属材料）。 特点：硬度高，耐磨性强，但不易加工。
2.耐磨性——材料表面抵抗磨损的能力。
（路面材料要求）
1.3 材料的耐久性
材料在各种环境因素作用下，在长期使用过程中 保持其性能稳定的性质。
5. 材料的抗冻性
——材料饱水状态下<，思能考经>：受孔多隙次率冻越融交替作用， 既不破坏，强度又不大显，著材降料低的的抗性冻质性。
抗冻等级：能经受冻融是否循越环差的？最大次数，
记为F50、F100、F200、F300 …
材料的孔隙包括开口孔隙和闭口孔隙两种，材料的孔 隙率则是开口孔隙率和闭口孔隙率之和。材料受冻融 破坏主要是因其孔隙中的水结冰所致。进入孔隙的水 越多，材料的抗冻性越差。水较难进入材料的闭口孔 隙中。若材料的孔隙主要是闭口孔隙，即使材料的孔 隙率大，进入材料内部的水分也不会很多。在这样的
土木材料实验报告
土木工程材料实验报告册苏胜昔阎宇杰河北大学建筑工程学院姓名：_________________ 班级：_________________ 学号：_________________ 组别：_________________ 成绩：_________________ 实验一材料基本物理性质实验试验日期：年月日试验室温度：实验1.1密度实验1、实验目的：测定材料的密度，掌握材料密度的测定方法。
材料的密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。
主要用来计算材料的孔隙率和密实度。
而材料的吸水率、强度、抗冻性及耐蚀性都与孔隙的大小及孔隙特征有关。
如砖、石材、水泥等材料，其密度都是一项重要指标。
2、实验仪器、设备：密度瓶 (又名李氏瓶)、筛子 (孔径0.2mm或900孔/cm2)、量筒、烘箱、天平(称量1kg；感量0.01 g)、温度计、玻璃漏斗、滴管和小勺等。
3、实验步骤：4实验1.2表观密度实验1、实验目的：表观密度是指材料在自然状态下，单位表观体积(包括材料的固体物质体积与内部封闭孔隙体积)的质量。
测定表观密度可为近似绝对密实的散粒材料计算空隙率提供依据。
2、实验仪器、设备：天平（称量10kg，感量1g），钢尺（精确到1mm），烘箱3、实验步骤：4、实验数据：5、孔隙率计算：实验1.3吸水率实验1、实验目的：材料吸水饱和时，其含水率称为吸水率。
2、实验仪器、设备：天平（称量10kg）、烘箱、容器等3、实验步骤：4、实验数据：思考题：材料密度、表观密度、孔隙率、密实度的关系如何？实验二水泥实验（一）试验日期：年月日试验室温度：水泥品种：制造厂名：原注标号：出厂日期：实验2.1细度实验篇二：土木工程材料实验报告土木工程材料实验报告专业班级姓名重庆大城科院土木工程材料实验室2011年1月实验报告须知一、实验报告是实验者最后交出的成果，是实验资料的分析总结，应严肃认真地完成实验报告、认真填好实验目的、实验用材料、实验用器具，等内容。
土木工程材料试验备课笔记
土木工程材料的根本性质试验一、密度试验材料的密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。
〔一〕主要仪器设备李氏瓶、筛子〔孔径或900孔/cm2〕、量筒、烘箱、枯燥器、物理天平、温度计、漏斗、小勺等〔二〕试样制备1. 将试样破碎、磨细，全部通过孔筛后，放到105±5℃的烘箱中，烘至恒重。
2. 将烘干的粉料放入枯燥器中冷却至室温待用。
〔三〕试验方法及步骤1. 在李氏瓶中注入无水煤油至突颈下部，记下刻度〔V1〕。
2. 用天平称取60～90g试样〔m1〕，用小勺和漏斗小心地将试样徐徐送入李氏瓶中〔不能大量倾倒，会阻碍李氏瓶中空气排出或使咽喉位堵塞〕，直至液面上升至20mL左右的刻度为止。
3. 用瓶内的煤油将粘附在瓶颈和瓶壁的试样洗入瓶内煤油中，转动李氏瓶使煤油中气泡排出，记下液面刻度〔V2〕。
4. 称取未注入瓶内剩余试样的质量〔m2〕，计算出装入瓶中试样质量m。
5. 将注入试样后的李氏瓶中液面读数V2减去未注前的读数V1，得出试样的的绝对体积V。
〔四〕结果计算1. 按下式计算出密度〔精确至0.01 g/cm3〕：2. 密度试验需用两个试样平行进行，以其计算结果的算术平均值作为最后结果。
但两次结果之差不应大于/cm3，否那么重做。
二、表观密度试验表观密度是指材料在自然状态下，单位体积〔包括材料的绝对密实体积与内部封闭孔隙体积〕的质量。
试验方法有容量瓶法和广口瓶法，其中容量瓶法用来测定砂的表观密度，广口瓶法用来测定石子的表观密度。
以砂和石子为例分别介绍两种试验方法。
〔一〕砂的表观密度试验〔容量瓶法〕1. 主要仪器设备。
容量瓶〔500mL〕、托盘天平，枯燥器、浅盘、铝制料勺、温度计、烘箱、烧杯等。
2. 试样制备。
将660g左右的试样在温度为105±5℃的烘箱中烘干至恒重，并在枯燥器内冷却至室温，分为大致相等的两份待用。
3. 试验方法及步骤。
〔1〕称取烘干的试样300g〔m0〕，精确至1g，将试样装入容量瓶，注入冷开水至接近500mL的刻度处，摇转容量瓶，使试样在水中充分搅动，排除气泡，塞紧瓶塞。
关于土木工程材料基本性质(1)
1.土木工程材料基本性质：物理性质：密度，孔隙率，含水率，几何尺寸。
力学性质：强度，弹性模量，抗冲击，抗剪性，抗扭曲性。
耐久性能：抗渗性，抗冻性，抗腐蚀性等。
2.胶凝材料：是在物理，化学作用下将其他物理胶结为具有一定力学强度的整体物质。
3.石灰：石灰的主要原料是以碳酸钙为主要成分的矿物，天然岩石，常用的有石灰石，白云石或贝壳等。
4.水泥：水泥是制造各种形式的混凝土，钢筋混凝土和预应力混凝土建筑物或构筑物的基本材料之一，它广泛应用于建筑，道桥，铁路，水利和国防等工程中。
5.水泥砂浆：水泥砂浆是以砂为主体材料，加入一定量的水泥或其他掺和料和水经拌和均匀而得到的稠状材料。
根据用途可分为：砌筑砂浆，抹灰砂浆，锚固砂浆，补修砂浆，保温砂浆等。
6.水泥混凝土：它是以水泥为胶凝材料，由粗细集料，水混合而成，必要时也可以加入适量的外加剂，掺和料以及其他改性材料改变其性能。
7.防水材料：是指能够防止雨水，地下水，工业污水，湿气等渗透的材料。
应具有防潮，防渗，防漏的功能，以及良好的变形性能与耐老化性能。
分为刚性防水（混凝土，防水砂浆），柔性防水防水卷材，防水涂料，密封材料等）8.绝热材料：是用于减少建筑结构物与环境热交换的一种功能材料。
按化学成分分为有机和无机两类。
按材料构造分为纤维状，松散粒状，多孔组织等。
9.装饰材料：装饰材料不但应具有良好的装饰性能外，还应具有良好的物理学性能，施工与加工性能以及房屋建筑所需的绿色环保特色。
装饰材料包括木，石，砖，石膏，石棉玻璃，陶瓷，金属等。
10.土木工程材料发展趋势：土木工程自身发展与其材料之间存在着相互依赖和相互促进的关系。
随着社会对工程安全，低碳，可持续额发展的需要，土木工程材料需向高强，轻质，耐久以及节能，环保，生态等方向发展。
11.地基：承受建筑物荷载的那一部分土层成为地基，建筑物向地基传递荷载的下部结结构称为基础。
地基与基础是保证建筑物安全和满足使用要求的关键之一。
土木工程材料的基本性质
土木工程材料基本性质
内容提要
基本物理性质 力学性质 与水有关性质 热工性质 耐久性
土木工程材料基本性质
1 材料的基本物理性质
材料的物理性质主要掌握材料的六个基本参数, 即: 三个状态参数:密度,表观密度,堆积密度 三个计算参数:密实度,孔隙率,空隙率
1.1 三个状态参数
一,密度(ρ) 密度(
二,比热及热容量
土木工程材料基本性质
1.
比热:单位质量材料温度升高或降低1K所吸收或放出的热量 称为热容量系数或比热.计算式如下: Q c= m(t1 t2 ) Q —材料吸收或放出的热量,J; M —材料质量,g; (t1-t2)—材料受热或冷却前后的温差,K.
式中:C —材料的比热,J/gK;
土木工程材料基本性质
二,孔隙率(P)
1定义:孔隙率是指材料内部孔隙体积占材料在自然状态下体 积的百分率. 2.公式: p = V0 V ×100% = (1 ρ0 ) ×100% V0 ρ 3.密实度与孔隙率关系:
p + D =1
4.孔隙对材料的影响:(1)孔隙的多少(孔隙率) (2)孔隙的特征
Q d (t1 t2 )FZ
土木工程材料基本性质
3. 导热系数影响因素
(1)材料的组成与结构 (2)材料的孔隙率 通常金属材料,无机材料,晶体材料 的导热系数分别大于非金属材料,有机材料,非晶体材料; 由于材料孔隙内的密闭空气的导热系数很 小,所以导热系数随孔隙率增大而减小,孔隙的大小和连通程 度对导热系数也有影响.细小孔隙,闭口孔隙比粗大孔隙,开 口孔隙对降低导热系数更为有利,因为减少或降低了对流传热; (3)含水率 (4)温度 材料含水或含冰时会使导热系数急剧增加,因为 温度越高材料的导热系数越大(金属材料除外) 水和冰的导热系数分别是空气的20倍和80倍;
土木工程材料的分类及基本性质
3.耐燃性：材料在火焰和高温作用下可否燃烧的性质。
材料抵抗燃烧的性质，分四级。 非燃烧材料（A级）：如钢铁、砖、石、混凝土。
难燃材料（B1级）：如水泥刨花板、硬PVC塑料板等。
可燃材料（B2级）：如木材、胶合板等。 易燃材料（B3级）：如油漆、纤维织物等。 4.耐火性：材料在火焰和高温作用下，保持其不被破 坏、性能不明显下降的能力， 材料抵抗高热或火的作用，保持原有性质的能力。 耐火极限用时间（h或ｍin）表示。
土木工程材料
一、土木工程材料
土木工程中所使用的各种材料及其制品统称为土木工 程材料，它是一切土木工程的物质基础，任何土木工程 建筑物都是用材料按一定的要求打造而成的 ，正确选择 和合理使用土木工程材料，对土木工程建筑物的安全、 实用、美观、耐久性及造价有着重大意义。
建筑材料的发展： 随生产力发展而发展 原始时代——天然材料：木材、岩石、竹、粘土 石器、铁器时代—— 金字塔 ：石材、石灰、石膏 万里长城 ：条石、大砖、石灰砂浆 布达拉宫 ：石材、石灰砂浆 罗马园剧场 ：石材、石灰砂浆 18世纪中叶——钢材、水泥 19世纪——钢筋混凝土 19世纪中叶~ 20世纪——预应力混凝土、高分子材料
(2)自身的特性(亲水性、孔隙率和孔隙特征)。
第一节 材料的物理性质
二、与水有关的性质
1.1材料的物理性质 1.2材料的力学性质 1.3材料的耐久性
4.耐水性 材料长期在饱和水作用下而不破坏 , 强度也不显著降低 的性质称为耐水性。 材料的耐水性用软化系数表示：
软化系数一般在0～1间波动，其值越小，材料耐水性 越差。 软化系数大于0.85的材料，通常可以认为是耐水材料。 软化系数一般较大，而材料的耐水性较好。
单项选择题
1．当材1.2材料的力学性质 1.3材料的耐久性
工程材料的基本性质—材料的力学性质(土木工程材料)
图1.2 材料受力示意图 (a)拉力；(b)压力；(c)剪切；(d)弯曲
–材料的强度主隙率越大，强度越低，另外不同 的受力形式或不同的受力方向，强度也不相同 。
材料的力学性质
强度
–材料在外力(荷载)作用下抵抗破坏的能力，称为强 度。
–当材料承受外力作用时，内部就产生应力。随着外 力逐渐增加，应力也相应增大。直至材料内部质点 间的作用力不能再抵抗这种应力时，材料即破坏， 此时的极限应力值就是材料的强度。
–根据外力作用方式的不同，材料强度有抗拉、抗 压、抗剪和抗弯(抗折)强度等(图)。
–在试验室采用破坏试验法测试材料的强度。
–按照国家标准规定的试验方法，将制作好的试件 安放在材料试验机上，施加外力(荷载)，直至破 坏，根据试件尺寸和破坏时的荷载值，计算材料 的强度。
材料的抗拉、抗压和抗剪强度
– 计算式为：
材料的抗弯强度
–与试件受力情况、截面形状以及支承条件有关。通 常是将矩形截面的条形试件放在两个支点上，中间 作用一集中荷载。
土木工程材料试验方法汇总
土木工程材料试验方法汇总一、水泥试验方法水泥是土木工程中常用的材料之一，用于混凝土和砌块的制作。
以下是几种常见水泥试验方法：1. 原材料分析：通过对水泥原材料中氧化物含量、比表面积、矿物组成等方面的分析，确定水泥的质量。
2. 水泥凝结时间测定：使用细度不同的水泥粉末加入到水中，观察水泥凝结的时间，以评估水泥的凝结性能。
3. 压缩强度测试：将水泥砂浆制成标准试块，经过一定时间的养护后，进行压缩强度测试，以评估水泥的强度。
4. 防水性能测试：测试水泥对水的渗透性能，以评估其防水性能。
二、混凝土试验方法混凝土是土木工程中常用的构建材料。
以下是几种常见混凝土试验方法：1. 骨料筛分试验：将混凝土中的骨料按照不同粒径进行筛分，以评估混凝土中骨料的分布和质量。
2. 流动性测试：通过测量混凝土的流动性，如扩展度和塑性指数，评估混凝土的可浇筑性和工作性能。
3. 抗压强度测试：将混凝土制成标准试块，经过一定时间的养护后，进行压缩强度测试，以评估混凝土的强度。
4. 抗冻性试验：将混凝土试件暴露于冻融循环条件下，观察其损伤程度，以评估混凝土的抗冻性能。
5. 硬度测试：使用洛氏硬度计或压入硬度试验方法，测定混凝土的硬度，以评估混凝土的耐磨性和耐久性。
三、钢筋试验方法钢筋是土木工程中常用的钢质材料，用于加固混凝土结构。
以下是几种常见钢筋试验方法：1. 强度测试：通过拉伸试验或压缩试验，测定钢筋的抗拉强度或抗压强度。
2. 延伸性测试：通过弯曲试验，测定钢筋的延伸性能和抗弯能力。
3. 焊接质量测试：通过对焊接接头进行检测，如焊缝检查和拉力试验，评估钢筋焊接的质量。
4. 腐蚀性测试：浸泡钢筋试件于盐水或酸性溶液中一定时间，观察钢筋的腐蚀程度，以评估钢筋的耐腐蚀性能。
四、沥青试验方法沥青是道路建设中常用的材料，用于铺设道路表面。
以下是几种常见沥青试验方法：1. 黏度测试：通过旋转黏度计或针入度试验，测定沥青在不同温度下的黏度，以评估其流动性和变形特性。
土木工程材料实验报告(土木)
土木工程材料实验报告专业班级组别姓名学号一、土木工程材料基本物理性质实验日期室温（一）密度的测定1．实验目的2．主要仪器3．主要步骤4．实验记录试样名称室温水温成绩二、水泥技术性能实验实验日期室温相对湿度RH(一)水泥细度测定1．实验目的2．主要仪器3．主要步骤4．试验记录水泥品种强度等级生产厂出厂日期水泥细度检验记录表成绩三、水泥胶砂强度检验实验日期室温相对湿度RH （一）实验目的（二）主要仪器（三）主要步骤（四）实验记录水泥品种出厂强度等级养护条件计算强度平均值时剔除者打“*”或划改。
（五）结果评定（说明原由）（六）思考题1．实验过程中的温湿度对水泥性能的试验结果有何影响？标准中对水泥实验室、养护箱与养护池中温度、湿度要求分别是多少？2．在实验过程中影响水泥胶砂强度的主要因素有哪些？成绩四、混凝土用石子实验实验日期室温（一）石子筛分析试验1．实验目的1．主要仪器3．实验步骤（二）结果评定石子的是大粒径、颗粒级配。
成绩五、普通混凝土拌合物性能实验实验日期室温（一）实验目的（二）主要仪器（三）实验步骤（四）实验记录2．和易性测定及配合比调整3．混凝土拌合物实测表观密度4．计算实验室配合比（每m 3砼材料用量）公式：某材料用量 （kg/m 3）（五）结果评定砼拌合物和易性 ，表观密度 ； 实验室配合比（kg/m 3）水泥:砂:石:水= 。
（六）思考题1．混凝土和易性调整要注意什么？怎么调整？2．试验过程中，称料的准确性、搅拌的均匀性，成型的密实性及养条件对混凝土强度有什么影响？成绩=砼实测干基所有材料合计拌合量干基某材料合计拌合量o ρ⨯)()(六、混凝土强度实验实验日期（一）实验目的（二）主要仪器（三）实验步骤（四）实验记录设计混凝土强度等级成型日期养护条件尺寸换算系数。
混凝土立方体抗压强度，混凝土强度等级。
(五)思考题1．混凝土非破损强度测定方法有哪些，其实用价实何在？2．如何判定混凝土强度等级？成绩七、钢筋实验实验日期室温（一）实验目的（二）主要仪器（三）实验记录钢筋品种室温1．钢筋拉伸试验应力应变曲线成绩。
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试验一 土木工程材料的基本性质试验试验日期： 试验人： 同组人姓名： 组号：试验目的：通过试验掌握材料的密度、表观密度、孔隙率等概念以及材料的强度与材料的孔隙率大小及孔隙特征的关系，验证水对材料力学性能的影响。
预习思考题：材料的密度、表观密度、孔隙率和软化系数的概念是什么？一、密度试验：密度：材料在绝对密实状态下单位体积所具有的质量。
1. 主要仪器设备：李氏比重瓶，烧杯，小勺，漏斗，天平（称量1kg ，感量0.01g ）。
2. 方法步骤：（1）试样制备：将试样研碎，通过900孔/cm 2的筛，除去筛余物，放在105～110℃烘箱中烘至恒重，放入干燥器中备用。
（2）在比重瓶中注入水至突颈下部刻线零以上少许，记下初始读数V 1。
（3）用天平称取60～90g 试样，用小勺和漏斗将试样徐徐送入比重瓶中，直至液面上升至20ml 刻度左右。
（4）排除比重瓶中气泡，记下液面刻度V 2；称取剩余的试样质量，算出装入比重瓶内的试样质量m(g)。
（5）计算：密度)/(3cm g Vm=ρ （精确至0.01g/cm 3） 式中：m ：装入瓶中试样的质量（g ） v ：装入瓶中试样的体积（cm 3） 3. 记录及结果计算：注：按规定试验应做两次，两次结果相差不应大于0.02g/㎝3。
二、表观密度试验：表观密度：材料在自然状态下（包含内部孔隙）单位体积所具有的质量。
1、主要仪器设备游标卡尺（精度0.1mm ），天平（感重0.1g ），烘箱，干燥器。
2、方法步骤（1）将试样放置在105～110C ︒烘箱中烘至恒重。
（2）用卡尺测量试件尺寸（每边测量三次取平均值），并计算出体积Vo （㎝3） （3）称取试样质量m （g ）。
（4）计算：表观密度)/(3cm g V moo =ρ（计算至小数点后第二位） 式中：m ：试样质量（g ） v 0：试样体积（㎝3）3、记录及结果计算：注：按规定试样表观密度取三块试样的算术平均值作为评定结果。
三、孔隙率计算：孔隙率：材料中孔隙体积占材料总体积的百分率。
将已经求得的密度ρ及表观密度o ρ代入下式孔隙率%1001⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=ρρo P = 四、软化系数试验：软化系数：材料在饱水状态下的抗压强度与材料干燥状态下的抗压强度之比。
1. 主要仪器设备：游标卡尺（精度0.1mm ），烘箱，压力机（600kN ） 2. 方法步骤：（1）将一组试样放置在105～110℃烘箱中烘至干燥；另一组试样浸入水中至饱水状态。
（2）用游标卡尺量取各试样受压面积A （mm 2）；（3）将试样放置在压力机上压至破坏，记录破坏荷载P （kN ）并计算出各试样抗压强度：)(MPa APf =（精确至0.1MPa ）； （4）计算：软化系数干饱水f f K =式中：饱水f ：饱水试件平均抗压强度（MPa ）干f ：干燥试件平均抗压强度（MPa ）试验作业题：（1）为什么测试材料密度时试样要磨成细粉？ （2）从材料的构造说明材料的密度和表观密度的区别？ （3）软化系数反应材料的何种性能？它有何实用意义？试验二 普通砖试验试验日期： 试验人： 同组人姓名： 组号：试验目的：测定砖的抗压强度，评定砖的强度等级。
预习思考题：普通粘土砖的强度等级如何确定？【试验方法简介】试验方法依据标准GB/T5101—1998；GB/T2542—92 1．主要仪器设备：压力机（600kN ），切砖器，量尺，镘刀 2．方法步骤：（1）试件制备：将一组（10块）砖样切成两个半截砖，以断口相反方向叠放，叠合部分不得小于100mm ，两半截砖中间用水泥净浆粘结，上下两面用水泥浆抹平；并将加工好的试件置于不低于10℃的不通风室内养护3天。
（2）测量各试件的受压面积（叠合面积）A （mm 2）精确至1mm 2。
（3）将试件放置在压力机上压至破坏，记录最大破坏荷载P （kN ）并计算出各试件抗压强度：)(MPa APf i =（精确至0.01MPa ）。
（4）计算：①平均抗压强度10if f =（精确至0.1MPa ） ②强度标准值S f f k 8.1-= （精确至0.01MPa ）式中：∑=-=1012)(91i i f f S③变异系数fS=δ （精确至0.01） 3．记录及结果计算：4．结论：该粘土砖强度等级为： 。
试验作业题：粘土砖分为哪几个强度等级，强度等级为MU10的强度指标如何规定？试验三 水泥试验试验日期： 试验人： 同组人姓名： 组号：试验目的：根据国家有关规范，对水泥的主要物理及力学性能进行检测。
预习思考题：国家标准规定需检验的水泥物理性能共有哪几项？它们各自的工程意义如何？一、水泥细度测定：（负压筛法）【试验方法简介】试验方法依据标准GB1345—91进行，试验方法有：水筛法，负压筛法，手工干筛法，本次试验采用负压筛法。
1．主要仪器设备：负压筛析仪，负压筛（0.080mm 方孔筛），天平（精度0.05g ） 2．方法步骤：（1）试样制备，将水泥试样烘干并通过0.9mm 方孔筛，记录筛余物情况。
（2）称取烘干水泥试样25g ；（3）接通电源，调节负压筛析仪负压至4000～6000Pa ；（4）将水泥试样倒入负压筛中，连续筛析2min ，筛毕，用天平称取筛余试样质量R s (g)（精确至0.1g ）（5）计算：水泥试样筛余百分数：%10025⨯=sR F （精确至0.1%） 3．记录及结果计算：二、水泥标准稠度用水量测定（标准法）【试验方法简介】试验方法依据标准GB1346—2001进行。
1．主要仪器设备水泥净浆搅拌机；维卡仪；天平（称量1000g，精度0.1g）；塑料盘；刮刀；量筒2．方法步骤：（1）称取水泥500g。
（2）用湿布擦试搅拌锅和搅拌叶片，将拌和水倒入搅拌锅内，然后在5s～10s内小心将称好的500g水泥加入搅拌锅内。
慢速搅拌120s停拌15s接着快速搅拌120s后停机。
（3）将水泥净浆装入已置于玻璃底板上的试模中，用小刀插捣，轻轻振动数次，抹平。
（4）将试模和底板移到维卡仪上进行测试，记录试杆距底板之间的距离。
（5）调整用水量。
以试杆距底板6mm±1mm的水泥净浆为标准稠度净浆，其拌和水量为该水泥的标准稠度用水量（P），按水泥质量的百分比计。
3．记录及结果计算：三、水泥凝结时间测定：【试验方法简介】试验方法依据标准GB1346-2001进行。
1.主要仪器设备：水泥净浆搅拌机，水泥凝结时间测定仪，天平（称量1000g，精度0.1g），塑料盘，刮刀，量筒，圆模。
2．方法步骤：（1）采用标准稠度用水量，按测定标准稠度用水量的方法，拌制水泥浆。
（2）将拌制的水泥浆一次装入圆模内，振动数次后刮平，然后放入养护箱内。
（3）测定时，从养护箱中取出圆模放到凝结时间测定仪下进行测试。
（4）由加水时起，至试针沉入净浆中距底板4mm±1mm时，所需时间为初凝时间。
（5）安装上终凝针，将试模连同浆体翻转180°进行测试。
自加水时起，至试针沉入净浆中0.5mm时，所需时间为终凝时间。
注：水泥到达初凝或终凝状态时，应立即重复测一次，当两次结论相同时，才能确定为达到初凝或终凝状态。
四、水泥安定性试验【试验方法简介】试验方法依据标准GB1346—2001进行，测定方法有标准法和代用法，有争议时以标准法为准。
本次试验采用标准法（雷氏法）。
1．主要仪器设备：水泥净浆搅拌机，天平（称量2kg，精度0.2g），雷氏夹测定仪，雷氏夹，沸煮箱。
2．方法步骤：（1）采用标准稠度用水量，按测定标准稠度用水量的方法，拌制水泥浆。
（2）将拌制好的水泥净浆装满雷氏夹，抹平后盖上涂油的玻璃板，接着将试件放入湿汽养护箱内养护24±2h。
（3）先测量指针尖端距离A，精确至0.5mm，再将养护好的试件放在沸煮箱的水中篦板上，然后在30±5min内加热至沸，并恒沸180min±5min。
（4）沸煮结束，从沸煮箱中取出试件，测量试件指针尖端距离C，精确至0.5mm，当两个试件煮后增加距离（C—A）的平均值不大于5.0mm时，即认为该水泥安定性合格，否则为不合格。
3．记录及结果计算：五、水泥胶砂强度检验【试验方法简介】试验方法依据标准GB/T17671—1999进行1．主要仪器设备：水泥胶砂搅拌机，天平（称量2000g，0.2g），水泥胶砂振实台，试模，模套，播料器，金属刮平尺，量筒，压力机（600kN），水泥胶砂电动抗折机。
2．方法步骤：（1）试件成型：a．称取水泥450g，标准砂1350g，水225ml。
b．把水加入锅里，再加水泥，把锅放在固定架上，上升至固定位置。
然后立即开动机器，低速搅拌30s后，在第二个30s开始的同时均匀地将砂子加入。
当各级砂是分装时，从最粗粒级开始，依次将所需的每级砂量加完。
把机器转至高速再拌30s，停拌90s，再高速搅拌60s，停机。
c．将空试模和模套固定在振实台上，将胶砂分二层装入试模（装第一层时，每个槽里约放300g胶砂），用大播料器播平，接着振实60次。
再装入第二层胶砂，用小播料器播平，再振实60次。
取下试模，用金属直尺刮平，给试件编号，养护。
d．记录：（2）强度测定：a．取出一组三条试件分别放在水泥抗折机上进行抗折强度试验，记录其破坏荷载F f(N) b．将折断后试件（六块）分别放在压力机上进行抗压强度试验，记录破坏荷载F c(N)c ．计算：抗折强度：)(232MPa bh L F R f f =（精确至0.1MPa ）式中：F f ：破坏荷载（N ） L ：跨距（100mm ）b 、h ：试件宽和高，均为40mm抗压强度：)(MPa AF R cc =（精确至0.1MPa ） 式中：F c ：破坏荷载（N ）A ：受压面积，即：40×40=1600mm 2 d ．记录及结果计算： Ⅰ. 水泥试件抗折强度试验：Ⅱ. 水泥试件抗压强度试验：注：1. 抗折强度评定值：①以三块试件平均值作为评定值。
②当三个强度值中有一个超过平均值的±10%时，应予剔除，取其余两个数值的平均值作为评定值。
③如有两个超过平均值的±10%时，应重做试验。
2．抗压强度评定值：①以六块试件抗压强度测定值的算术平均值作为评定值。
②如果六个测定值中有一个超出平均值的±10%，应予剔除，取其余五个的平均值作为评定值。
③如果五个测定值中再有超过它们平均值±10%的，则此组结果作废。
六、结论：。
试验作业题：如何确定水泥强度等级？影响水泥强度发展的主要因素有哪些？试验四混凝土用砂石试验试验日期：试验人：同组人姓名：组号：试验目的：测定砂、石材料视密度、堆积密度、筛分等物理性能，判断砂、石颗粒级配是否合格，为混凝土配合比设计提供依据。