土建工程基础(全) 精品
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一
工程材料的定义和分类 基本物理性质
力学性质 耐久性
二
三
四
§1.1 常用工程材料的基本性质
工程材料
一 工程材料的定义和分类
1
2
定 义
分类
§1.1 常用工程材料的基本性质
工程材料
一 工程材料的定义和分类
广义 狭义 用于土木工 程建筑中的 所有材料
常见的工程材料？
砂石、水泥、石灰、混凝土、钢材
直接构成工 程实体的所 有材料
1
2
3
4
强度
弹性 和塑性
脆性 和韧性
硬度与 耐磨性
§1.1 常用工程材料的基本性质
1
强
度
工程材料
强度，材料在荷载（外力）作用下 抵抗破坏的能力 强度的大小直接反映材料承受荷载的 能力大小。 按照荷载作用形式不同，材料的强 度有抗拉、抗压、抗剪、抗弯强度之分
§1.1 常用工程材料的基本性质
1
强
度
工程材料
工程材料
抗渗性
Pn
n--能承受的最 大水压力的10 倍来表示。
材料抵抗压力水渗透的能力。 混凝土、砂浆常用抗渗等级 来评价材料的抗渗性。P2—最大 承受水压力为0.2MPa 地下建筑、水工构筑物必须 要用抗渗性良好的材料，而防水 材料需要更高的抗渗性。
§1.1 常用工程材料的基本性质
Baidu Nhomakorabea
2
与水有关性质
1---固体本身体积V
Vb 3---开口孔隙 V k
2---封闭孔隙 总体积
V ' V VP V Vk Vb
§1.1 常用工程材料的基本性质
1
与质量有关性质
工程材料
§1.1 常用工程材料的基本性质
1
与质量有关性质
工程材料
0
m V0
表观密度 包含闭口孔隙条件下单位体积质量
（ 5）
工程材料
抗冻性
Fn
n--最大冻融 循环次数
材料在饱和水状态下，能经 受多次冻融循环作用而不破坏， 强度也不显著降低的能力。 内部水分结冰，体积变大， 产生应力，当其值大于该材料的 抗拉强度时，则发生局部开裂， 随着次数的增多，材料逐渐被破 坏。
§1.1 常用工程材料的基本性质
工程材料
三
力学性质
0 '
0
m V0 '
' V0 Vk '
§1.1 常用工程材料的基本性质
2
与水有关性质
（1）
工程材料
亲水性 和憎水性
亲水性材料：水泥、砂石、混凝土
憎水性材料：沥青、石蜡
§1.1 常用工程材料的基本性质
2
与水有关性质
（2）
工程材料
吸水性和吸 湿性
m1 m W 100 % m
吸水性，材料在水中吸收水分 的性质，即与水接触吸收水分的性 质。 吸水率的大小，不仅与材料的 亲水性或憎水性相关，而且还与孔 隙率和孔隙特征相关。 吸湿性，材料在潮湿的空气中 吸收水分的性质。
4
硬度和耐磨性
工程材料
硬度：材料表面抵抗外来较硬 物压入或刻划的能力。与材料 的强度有一定的关系 耐磨性：材料表面抵抗磨损的 能力。一般来说，硬度大，耐 磨性较好。
§1.1 常用工程材料的基本性质
2
弹性和塑性
（1） （2 ）
工程材料
弹性
塑性
完全弹性或者完全塑性的材料不存在的
§1.1 常用工程材料的基本性质
3
脆性和韧性
（1） （2 ）
工程材料
脆性
混凝土、岩石、 玻璃、砖瓦、陶 瓷。
韧性
钢材、木材
承受动力荷载作用的部件必须要有 一定的韧性。
§1.1 常用工程材料的基本性质
§1.1 常用工程材料的基本性质
2
与水有关性质
（3）
工程材料
耐水性
K软 f饱 f干
材料在长期饱和水作用下保 持原有性质的能力。 软化系数的大小，反映材料 在浸泡水饱和后强度降低的程度。 工程中，将 K软 0.85 的材 料称为耐水材料。
§1.1 常用工程材料的基本性质
2
与水有关性质
（ 4）
黑色金属：铁、建筑钢材 有色金属：铜、铝、铝合金 天然材料：石材、砂、碎石 胶凝材料：石灰、石膏、水泥 烧结制品：砖、瓦、玻璃、陶瓷 人造石材：混凝土、砂浆等 木材、竹材等 石油沥青、煤沥青等 塑料、橡胶、有机涂料、胶粘剂 轻质金属夹芯板
金属-无机非金属材料
有机-无机非金属材料
钢筋混凝土、钢纤维混凝土
玻璃钢、聚合物混凝土、沥青混凝土
§1.1 常用工程材料的基本性质
工程材料
二
基本物理性质
1
2
与质量有关 的物理性质
与水有关的 物理性质
§1.1 常用工程材料的基本性质
1
与质量有关性质
密度
工程材料
实际密度，材料在绝对密实 状态下，单位体积的质量。
m V
绝对密实状态下体积：只有构成材料的固体 本身的体积。即固体物质不含孔隙的体积。
土建工程基础
Basic of Civil Engineering
环境工程专业
绪 论 第1章 工 程 材 料 第2章 建筑物与构筑物的构造 第3章 结构与构件设计 第4章 地基与基础
绪
1
论
土建工程
土建工程是一门为人类生 活、生产、防护等活动建造各 类设施与场所的工程学科，涵 盖了建筑物、构筑物的建设。
（1）
计算公式
P f F
FL f 2 bh
3FL f 2bh 2
§1.1 常用工程材料的基本性质
1
强
（2 ）
度
工程材料
根据极限强度大小，划分若干等级
强度等级
砖、石、水泥、砼---抗压强度； 建筑钢材---抗拉强度。
比强度---材料强度与材料表观 密度之比，轻质高强指标，值越大， 越轻质高强。
'
V0 V Vb
体积密度 自然条件下单位体积的质量
m V' V ' V Vb Vk
密实度 D V 100% ' 100% P V 'V 100% (1 ' ) 100% V' V' 孔隙率 堆积密度 散粒状材料自然堆积状态下单位体 V 积的质量
绪
2 课程结构
论
课程考核 70 考核
如何学习
工程材料 构 造
成绩比例
15 出勤
15 平时
结构设计
地基与基础
课堂要求 手机关机、笔记
第1章 工程材料
§1.1 常用工程材料的基本性质
§1.2 水泥
§1.3 混凝土 §1.4 块体材料 §1.5 建筑钢材 §1.6 沥青防水材料
§1.1 常用工程材料的基本性质
§1.1 常用工程材料的基本性质
工程材料
一 工程材料的定义和分类
功 来 源 能
结构材料
天然材料 人造材料
分类
装饰材料 防水材料 绝热材料
化学成分
§1.1 常用工程材料的基本性质
工程材料
土木工程材料按化学成分分类表
金属材料 无机材料 无机非金属材料 植物材料 有机材料 沥青材料 高聚物材料 金属-有机材料 复合材料
工程材料的定义和分类 基本物理性质
力学性质 耐久性
二
三
四
§1.1 常用工程材料的基本性质
工程材料
一 工程材料的定义和分类
1
2
定 义
分类
§1.1 常用工程材料的基本性质
工程材料
一 工程材料的定义和分类
广义 狭义 用于土木工 程建筑中的 所有材料
常见的工程材料？
砂石、水泥、石灰、混凝土、钢材
直接构成工 程实体的所 有材料
1
2
3
4
强度
弹性 和塑性
脆性 和韧性
硬度与 耐磨性
§1.1 常用工程材料的基本性质
1
强
度
工程材料
强度，材料在荷载（外力）作用下 抵抗破坏的能力 强度的大小直接反映材料承受荷载的 能力大小。 按照荷载作用形式不同，材料的强 度有抗拉、抗压、抗剪、抗弯强度之分
§1.1 常用工程材料的基本性质
1
强
度
工程材料
工程材料
抗渗性
Pn
n--能承受的最 大水压力的10 倍来表示。
材料抵抗压力水渗透的能力。 混凝土、砂浆常用抗渗等级 来评价材料的抗渗性。P2—最大 承受水压力为0.2MPa 地下建筑、水工构筑物必须 要用抗渗性良好的材料，而防水 材料需要更高的抗渗性。
§1.1 常用工程材料的基本性质
Baidu Nhomakorabea
2
与水有关性质
1---固体本身体积V
Vb 3---开口孔隙 V k
2---封闭孔隙 总体积
V ' V VP V Vk Vb
§1.1 常用工程材料的基本性质
1
与质量有关性质
工程材料
§1.1 常用工程材料的基本性质
1
与质量有关性质
工程材料
0
m V0
表观密度 包含闭口孔隙条件下单位体积质量
（ 5）
工程材料
抗冻性
Fn
n--最大冻融 循环次数
材料在饱和水状态下，能经 受多次冻融循环作用而不破坏， 强度也不显著降低的能力。 内部水分结冰，体积变大， 产生应力，当其值大于该材料的 抗拉强度时，则发生局部开裂， 随着次数的增多，材料逐渐被破 坏。
§1.1 常用工程材料的基本性质
工程材料
三
力学性质
0 '
0
m V0 '
' V0 Vk '
§1.1 常用工程材料的基本性质
2
与水有关性质
（1）
工程材料
亲水性 和憎水性
亲水性材料：水泥、砂石、混凝土
憎水性材料：沥青、石蜡
§1.1 常用工程材料的基本性质
2
与水有关性质
（2）
工程材料
吸水性和吸 湿性
m1 m W 100 % m
吸水性，材料在水中吸收水分 的性质，即与水接触吸收水分的性 质。 吸水率的大小，不仅与材料的 亲水性或憎水性相关，而且还与孔 隙率和孔隙特征相关。 吸湿性，材料在潮湿的空气中 吸收水分的性质。
4
硬度和耐磨性
工程材料
硬度：材料表面抵抗外来较硬 物压入或刻划的能力。与材料 的强度有一定的关系 耐磨性：材料表面抵抗磨损的 能力。一般来说，硬度大，耐 磨性较好。
§1.1 常用工程材料的基本性质
2
弹性和塑性
（1） （2 ）
工程材料
弹性
塑性
完全弹性或者完全塑性的材料不存在的
§1.1 常用工程材料的基本性质
3
脆性和韧性
（1） （2 ）
工程材料
脆性
混凝土、岩石、 玻璃、砖瓦、陶 瓷。
韧性
钢材、木材
承受动力荷载作用的部件必须要有 一定的韧性。
§1.1 常用工程材料的基本性质
§1.1 常用工程材料的基本性质
2
与水有关性质
（3）
工程材料
耐水性
K软 f饱 f干
材料在长期饱和水作用下保 持原有性质的能力。 软化系数的大小，反映材料 在浸泡水饱和后强度降低的程度。 工程中，将 K软 0.85 的材 料称为耐水材料。
§1.1 常用工程材料的基本性质
2
与水有关性质
（ 4）
黑色金属：铁、建筑钢材 有色金属：铜、铝、铝合金 天然材料：石材、砂、碎石 胶凝材料：石灰、石膏、水泥 烧结制品：砖、瓦、玻璃、陶瓷 人造石材：混凝土、砂浆等 木材、竹材等 石油沥青、煤沥青等 塑料、橡胶、有机涂料、胶粘剂 轻质金属夹芯板
金属-无机非金属材料
有机-无机非金属材料
钢筋混凝土、钢纤维混凝土
玻璃钢、聚合物混凝土、沥青混凝土
§1.1 常用工程材料的基本性质
工程材料
二
基本物理性质
1
2
与质量有关 的物理性质
与水有关的 物理性质
§1.1 常用工程材料的基本性质
1
与质量有关性质
密度
工程材料
实际密度，材料在绝对密实 状态下，单位体积的质量。
m V
绝对密实状态下体积：只有构成材料的固体 本身的体积。即固体物质不含孔隙的体积。
土建工程基础
Basic of Civil Engineering
环境工程专业
绪 论 第1章 工 程 材 料 第2章 建筑物与构筑物的构造 第3章 结构与构件设计 第4章 地基与基础
绪
1
论
土建工程
土建工程是一门为人类生 活、生产、防护等活动建造各 类设施与场所的工程学科，涵 盖了建筑物、构筑物的建设。
（1）
计算公式
P f F
FL f 2 bh
3FL f 2bh 2
§1.1 常用工程材料的基本性质
1
强
（2 ）
度
工程材料
根据极限强度大小，划分若干等级
强度等级
砖、石、水泥、砼---抗压强度； 建筑钢材---抗拉强度。
比强度---材料强度与材料表观 密度之比，轻质高强指标，值越大， 越轻质高强。
'
V0 V Vb
体积密度 自然条件下单位体积的质量
m V' V ' V Vb Vk
密实度 D V 100% ' 100% P V 'V 100% (1 ' ) 100% V' V' 孔隙率 堆积密度 散粒状材料自然堆积状态下单位体 V 积的质量
绪
2 课程结构
论
课程考核 70 考核
如何学习
工程材料 构 造
成绩比例
15 出勤
15 平时
结构设计
地基与基础
课堂要求 手机关机、笔记
第1章 工程材料
§1.1 常用工程材料的基本性质
§1.2 水泥
§1.3 混凝土 §1.4 块体材料 §1.5 建筑钢材 §1.6 沥青防水材料
§1.1 常用工程材料的基本性质
§1.1 常用工程材料的基本性质
工程材料
一 工程材料的定义和分类
功 来 源 能
结构材料
天然材料 人造材料
分类
装饰材料 防水材料 绝热材料
化学成分
§1.1 常用工程材料的基本性质
工程材料
土木工程材料按化学成分分类表
金属材料 无机材料 无机非金属材料 植物材料 有机材料 沥青材料 高聚物材料 金属-有机材料 复合材料