土木工程材料笔记1

按化学组成分类：

无机材料有机材料复合材料

第二章建筑材料的基本性质

第一节材料的物理性质

一、与质量有关的性质：

（一）、1、密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量。

ρ=m/V

近似没有孔隙、空隙材料：玻璃、钢材

密度的不变性

2、表观密度：材料在自然状态下单位体积的质量。

ρ0=m/V0

一般为干燥状态

3、堆积密度：材料在堆积状态下单位体积的质量。

适用材料：粉末状、散粒状、纤维状材料。

ρ0‘=m/V0’

（二）、1、密实度：材料体积内被固体物质所充实的程度。

D=V/V0X100%

2、孔隙率：材料体积内孔隙体积所占的比例。

P=（V0—V）/V0X100%

P+D=1

影响材料的各种性能，孔隙有多种结构

二、与水有关的性质

（一）、亲水性与憎水性

用润湿角表示：θ大于等于90度——憎水性

亲憎水性与材料本身成分、结构有关，不同亲和力有不同

用途。

（二）吸水性与吸湿性：

二者区别：置于水中，吸水性

置于空气中，吸附水，吸湿

1、吸水性：浸水后在规定时间内吸入水的质量占材料干燥

质量或材料体积的百分数。

质量吸水率：Wm=（m1—m2）/m X100%

体积吸水率：Wv=（m1—m）/V0X100%

Wv/Wm=ρ/ρH2O

Wv=WmXρ0

Wm〈100% 用Wm表示

Wm 〉100% 用Wv表示

跟孔隙有关：微细而连通的孔隙，吸水率较大

封闭的孔隙，吸水率较小

较粗大孔隙，水分易渗入，但不易保留，仅起湿润孔

壁作用，吸水率较小

跟润湿角有关，即亲、憎水性

跟P有关，即孔隙的多少

2、吸湿性：吸收空气中水份的能力。

含水率：W含=（mh—md）/mdX100%

解释气干状态及平衡含水率

与润湿角有关

与总表面积有关

与温、湿度有关

对材料性能影响：如木材吸湿，膨胀变形，强度降低

3、耐水性：长期在饱和水作用下，不产生破坏，强度也不显著降低。

K软=f饱/f干

K=0~1

K 〉0．80 耐水材料举例

4、抗冻性：吸水饱和状态下，材料能经受多次冻结、融化作用而不

破坏，强度无显著降低的性质。（—15度~20度循环）

对于冬季室外设计温度低于—15度的重要工程，对抗冻性有要求。

冻融破坏原因：孔隙水结冰膨胀；

材料内外温差，应力差

用Fn表示

与孔隙率有关；孔隙大小有关；孔隙特征有关

5．抗渗性：

定义，K表示

第二节材料的力学性质

一、材料的强度：材料抵抗外力作用下而引起破坏的能力。（图示）

1、结构材料，抗压强度可表示强度。（钢材根据抗拉强度）

2、建筑材料标号表示极限强度

3、不同材料比较可用比强度表示f/ρ0

比强度是衡量材料轻质高强的指标

影响因素：材质；孔隙大小、多少；试验条件；

二、弹性和塑性

弹性：外力作用下变形，卸去外力恢复原状。

塑性：外力作用下变形，卸去外力不能恢复原状。

三、脆性和韧性

脆性：材料在外力作用下直至破坏前并无明显的塑性变形，而发生突然破坏的性质。

如：砖、石、陶瓷、玻璃

力学表征：抗压强度远远大于抗拉强度，主要作为承压件韧性：材料在冲击、震动荷载作用下，吸收较大的能量，同时也能产生较大的变形而不致破坏的性质。

如：钢、木

力学表征：抗压强度约等于抗拉强度，可独立使用。

四、硬度和耐磨性

硬度：材料抵抗其他较硬物体压入或刻划的能力。

矿物分十级，用刻划法

建筑材料一般用压入法

有时可用硬度间接推算材料强度

耐磨性：材料抵抗磨损的能力。

与硬度、强度及内部结构有关。

第四节材料的耐久性

材料在长期使用过程中能保持原有性能而不变质、破坏的性质。

影响因素：1、物理作用：干湿交替、温度变化、冻融循环

2、化学作用：酸、碱、盐及有害气体的侵蚀作用

3、生物作用：菌类及虫蛀

4、大气作用：老化

5、机械作用：耐磨、疲劳等

第三章气硬性胶凝材料

概述：胶凝材料：在一定条件下，通过一系列变化而能把其他材料胶结成具有强度的整体材料。

特点：具有粘结力，能将散粒材料粘结成整体，并具有强度

分为：有机：如沥青、树脂、橡胶

无机：气硬性，只能在空气中硬化，如石灰、石膏

水硬性，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，如水泥

第一节石灰

一、原料、制取

1、原料：石灰岩、白垩、大理石、白云石（原料来源广，生产

工艺简单，成本低廉）

均含CaCo3，还含有少量MgCo3，SiO2，Al2O3

2、CaCo3==CaO+CO2 —178Kg/mol

伴生：MgCo3==MgO+Co2

也可在制乙炔中得到消石灰

CaC2+H2O==C2H2+Ca（OH）2

二、石灰的分类：

1、按MgO含量分1）钙质石灰MgO小于等于5%

2）镁质石灰MgO大于5%

2、按成品的加工方法分：

1）块灰生石灰

2）消石灰粉

3）石灰膏

三、石灰的熟化与硬化：