建筑材料教案省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、本书由本书由vince上传于上传于世界工厂下载频道世界工厂下载频道土木工程材料教案 第一章 黑龙江工程学院 土木工程系孙凌第1页本书由本书由vince上传于上传于世界工厂下载频道世界工厂下载频道1、绪 言l l1.1 1.1 概述概述l l1.2 1.2 材料基本状态参数材料基本状态参数l l1.3 1.3 材料力学性质材料力学性质l l1.4 1.4 材料与水相关性质材料与水相关性质第2页本书由本书由vince上传于上传于世界工厂下载频道世界工厂下载频道l l主要内容:绪论主要内容:绪论 材料基本状态参数材料基本状态参数 材料与水相关性质材料与水相关性质l l重点内容:材料基本状态参数重点内
2、容:材料基本状态参数l l难难 点:材料物理常数点:材料物理常数l l要要 求:材料基本状态参数求:材料基本状态参数 材料与水相关性质材料与水相关性质 对土木工程材料有概括了解对土木工程材料有概括了解l l参考资料:土木工程材料陈志源参考资料:土木工程材料陈志源 道路建筑材料严家伋道路建筑材料严家伋 道路建筑材料孙凌道路建筑材料孙凌 公路工程集料试验规程公路工程集料试验规程 第3页本书由本书由vince上传于上传于世界工厂下载频道世界工厂下载频道 1、绪 言1.11.1概述概述l l一、本课程研究内容一、本课程研究内容 砂石材料、石灰、石膏、水玻璃、水泥、砂石材料、石灰、石膏、水玻璃、水泥、水
3、泥混凝土、砂浆、烧结砖、沥青、沥青混合料、水泥混凝土、砂浆、烧结砖、沥青、沥青混合料、钢材、塑料等钢材、塑料等l l二、土木工程材料在工程中作用二、土木工程材料在工程中作用l l三、土木工程材料应具备性质三、土木工程材料应具备性质l l四、土木工程材料应用四、土木工程材料应用l l五、土木工程材料标准化五、土木工程材料标准化R 第4页本书由本书由vince上传于上传于世界工厂下载频道世界工厂下载频道1.21.2材料基本状态参数材料基本状态参数1.2.11.2.1材料密度、表观密度、毛体积密度和堆积密度材料密度、表观密度、毛体积密度和堆积密度一、密度一、密度 1.1.定义:材料密度是材料在绝对密
4、实状态下单位体积(不包含开口和闭定义:材料密度是材料在绝对密实状态下单位体积(不包含开口和闭口孔隙体积)质量。口孔隙体积)质量。2.2.公式:公式:式中:式中:材料密度,材料密度,;材料矿质实体质量,;材料矿质实体质量,;料矿质实体体积,料矿质实体体积,。因试验条件是在空气中称量石料质量,故。,因试验条件是在空气中称量石料质量,故。,s s,则公式改写为则公式改写为 式中:式中:烘干石料试样质量,;烘干石料试样质量,;意义同前。意义同前。石料密度测定可采取比重瓶法或李氏比重瓶法石料密度测定可采取比重瓶法或李氏比重瓶法T第5页本书由本书由vince上传于上传于世界工厂下载频道世界工厂下载频道二、
5、表观密度二、表观密度 1.1.定义:在要求条件下,材料单位表观体积(矿质实体体定义:在要求条件下,材料单位表观体积(矿质实体体积十闭口孔隙体积)质量,称为表观密度,亦称视密度。积十闭口孔隙体积)质量,称为表观密度,亦称视密度。2.2.公式:公式:式中:式中:t t石料表观密度,石料表观密度,;、意义同前;意义同前;B B石料闭口孔隙体积,石料闭口孔隙体积,。测定方法:排水法测定方法:排水法T第6页本书由本书由vince上传于上传于世界工厂下载频道世界工厂下载频道三、毛体积密度三、毛体积密度l l定义:材料毛体积密度是在要求试验条件下,烘干材料单位体积(包定义:材料毛体积密度是在要求试验条件下,
6、烘干材料单位体积(包含孔隙在内)质量。含孔隙在内)质量。l l公式:公式:式中:式中:石料毛体积密度,石料毛体积密度,3 3 石料开口孔隙体积,石料开口孔隙体积,3 3 ,B B意义同前。意义同前。l l材料毛体积密度测定可将石料加工为规则形状石料试件,采取精密量材料毛体积密度测定可将石料加工为规则形状石料试件,采取精密量具测量其几何形状方法计算其体积;对于遇水崩解、溶解和干缩湿胀具测量其几何形状方法计算其体积;对于遇水崩解、溶解和干缩湿胀性松软石料,应采取封蜡法测定。性松软石料,应采取封蜡法测定。T第7页本书由本书由vince上传于上传于世界工厂下载频道世界工厂下载频道四、堆积密度四、堆积密
7、度1.1.定义:定义:散粒材料在自然堆积状态下单位体积质量。散粒材料在自然堆积状态下单位体积质量。2 2公式公式 自然堆积密度自然堆积密度 紧密堆积密度紧密堆积密度第8页本书由本书由vince上传于上传于世界工厂下载频道世界工厂下载频道1.2.2材料孔隙和空隙一、材料孔隙一、材料孔隙一、材料孔隙一、材料孔隙 空隙对材料影响:(空隙对材料影响:(1 1)孔隙多少(孔隙率)孔隙多少(孔隙率)(2 2)孔隙特征)孔隙特征1.1.孔隙率孔隙率l l定义:孔隙率是指材料内部孔隙体积定义:孔隙率是指材料内部孔隙体积(开口孔隙和闭口孔开口孔隙和闭口孔隙隙)占材料总体积百分率。占材料总体积百分率。l l公式:
8、公式:第9页本书由本书由vince上传于上传于世界工厂下载频道世界工厂下载频道2.2.密实度密实度l l定义:材料内部固体物质实体占材料总体积百分率。定义:材料内部固体物质实体占材料总体积百分率。l l公式:公式:l l孔隙特征孔隙特征(1 1)按孔隙尺寸大小,可把空袭气氛为微孔、细孔和大孔三种)按孔隙尺寸大小,可把空袭气氛为微孔、细孔和大孔三种(2 2)按孔隙之间是否相互贯通,把孔隙分为孤立孔、连通孔。)按孔隙之间是否相互贯通,把孔隙分为孤立孔、连通孔。(3 3)按孔隙与外界之间是否连通,把孔隙分为开口孔、封闭孔。)按孔隙与外界之间是否连通,把孔隙分为开口孔、封闭孔。第10页本书由本书由vi
9、nce上传于上传于世界工厂下载频道世界工厂下载频道二、材料空隙二、材料空隙二、材料空隙二、材料空隙1.1.空隙率空隙率l l定义:散粒材料颗粒间空隙体积占堆积体积百分率。定义:散粒材料颗粒间空隙体积占堆积体积百分率。l l公式:公式:2.2.填充率填充率l l定义:颗粒自然状态体积占堆积体积百分率。定义:颗粒自然状态体积占堆积体积百分率。l l公式:公式:R 第11页本书由本书由vince上传于上传于世界工厂下载频道世界工厂下载频道1.4 材料与水相关性质1.4.1 1.4.1 材料亲水性与憎水性材料亲水性与憎水性l l湿润边角:在材料、水和空气三向交叉点处沿水滴表面做切线,此切湿润边角:在材
10、料、水和空气三向交叉点处沿水滴表面做切线,此切线与材料和水接触面夹角线与材料和水接触面夹角 ,称为湿润边角。,称为湿润边角。9090时,表现为亲水性时,表现为亲水性 9090时,表现为憎水性时,表现为憎水性 1.4.21.4.2材料含水状态材料含水状态l l亲水性材料含水状态亲水性材料含水状态干燥状态干燥状态 气干状态气干状态饱和面干状态饱和面干状态润湿状态润湿状态第12页本书由本书由vince上传于上传于世界工厂下载频道世界工厂下载频道1.4.3 材料吸湿性和吸水性一、吸湿性一、吸湿性l l定义:亲水材料在潮湿空气中吸收水分性质定义:亲水材料在潮湿空气中吸收水分性质 l l表示方法:含水率表
11、示方法:含水率二、吸水性二、吸水性 l l定义:材料在水中吸水性质。定义:材料在水中吸水性质。l l重量吸水率重量吸水率l l提及吸水率提及吸水率l l开口细微连通孔,吸水量大。开口细微连通孔,吸水量大。第13页本书由本书由vince上传于上传于世界工厂下载频道世界工厂下载频道1.4.4耐水性l l定义:材料长久在水作用下不破坏、强度也不显著下降性定义:材料长久在水作用下不破坏、强度也不显著下降性质。质。l l软化系数:软化系数:l l 0.850.85为耐水材料,该值越小耐水性越差。为耐水材料,该值越小耐水性越差。第14页本书由本书由vince上传于上传于世界工厂下载频道世界工厂下载频道l
12、l1.4.51.4.5抗渗性抗渗性l l1.4.61.4.6抗冻性抗冻性l l材料在含水状态下,能经受屡次动容循环作用而不破坏,强度也不显著降低性质。材料在含水状态下,能经受屡次动容循环作用而不破坏,强度也不显著降低性质。l l冻融循环冻融循环l l l l直接冻融法是测定石料抗冻性主要试验方法。此方法是将石料制备成直径和高均直接冻融法是测定石料抗冻性主要试验方法。此方法是将石料制备成直径和高均为圆柱体或边长为立方体试件,放人烘箱(为圆柱体或边长为立方体试件,放人烘箱()烘至恒重,冷却后称其质量,按吸水率试验方法让试件吸水饱和,然后取出擦去烘至恒重,冷却后称其质量,按吸水率试验方法让试件吸水饱
13、和,然后取出擦去表面表面l l水分,置于冰箱(水分,置于冰箱(-)冻结,然后取出放人)冻结,然后取出放人 水中融解,水中融解,如此为一次冻融循环,经重复冻融至要求次数为止,将冻融后试件再烘干至恒重,如此为一次冻融循环,经重复冻融至要求次数为止,将冻融后试件再烘干至恒重,并称其质量。对于不一样工程环境气候条件,冻融循环次数有不一样要求,分为并称其质量。对于不一样工程环境气候条件,冻融循环次数有不一样要求,分为1515次、次、2525次及次及2525次以上。次以上。l l在试验过程中,每隔一定冻融循环次数,应详细检验试件有没有剥落、裂缝、分在试验过程中,每隔一定冻融循环次数,应详细检验试件有没有剥
14、落、裂缝、分层及掉边等现象,并加以统计。对于块状石料抗冻性,可采取经要求次数冻融循层及掉边等现象,并加以统计。对于块状石料抗冻性,可采取经要求次数冻融循环后质量损失率或者耐冻系数表征。环后质量损失率或者耐冻系数表征。第15页本书由本书由vince上传于上传于世界工厂下载频道世界工厂下载频道l l (1 1)质量损失率)质量损失率l l 石料冻融循环后质量损失率:石料冻融循环后质量损失率:式中:式中:fr fr试件冻融后质量损失率,;试件冻融后质量损失率,;l l 试验前烘干试件质量,;试验前烘干试件质量,;l l 试验后烘干试件质量,。试验后烘干试件质量,。l l )耐冻系数)耐冻系数l l式
15、中:式中:试件耐冻系数;试件耐冻系数;l l 经冻融循环后试件饱水抗压强度,;经冻融循环后试件饱水抗压强度,;l l 未经冻融试验试件饱水抗压强度,。未经冻融试验试件饱水抗压强度,。第16页本书由本书由vince上传于上传于世界工厂下载频道世界工厂下载频道l l公路工程,普通要求石料耐冻系数大于公路工程,普通要求石料耐冻系数大于.;质量损;质量损失率小于。同时,试件应无显著缺损(包含剥落、裂失率小于。同时,试件应无显著缺损(包含剥落、裂缝和边角损坏等情况)。缝和边角损坏等情况)。l l桥梁工程石料,对一月份平均气温低于桥梁工程石料,对一月份平均气温低于地域,要地域,要进行抗冻性试验。进行抗冻性
16、试验。l l)硫酸钠坚固性法)硫酸钠坚固性法 第17页本书由本书由vince上传于上传于世界工厂下载频道世界工厂下载频道思索题:1.1.孔隙特征与吸水率关系。孔隙特征与吸水率关系。2.2.什么条件下要对石料进行抗冻性试验?什么是什么条件下要对石料进行抗冻性试验?什么是冻融循环?冻融循环?3.3.怎样判定石料抗冻性是否合格?怎样判定石料抗冻性是否合格?R 第18页本书由本书由vince上传于上传于世界工厂下载频道世界工厂下载频道l l主要内容:材料力学性质主要内容:材料力学性质 集料技术性质集料技术性质 l l重点内容:石料抗压强度、磨耗率重点内容:石料抗压强度、磨耗率 集料级配集料级配l l难
17、难 点:级配及计算参数点:级配及计算参数l l要要 求:掌握石料力学性质求:掌握石料力学性质 掌握石料等级确实定掌握石料等级确实定 掌握级配参数计算方法掌握级配参数计算方法l l参考资料:土木工程材料陈志源参考资料:土木工程材料陈志源 道路建筑材料严家伋道路建筑材料严家伋 道路建筑材料孙凌道路建筑材料孙凌 公路工程集料试验规程公路工程集料试验规程 第19页本书由本书由vince上传于上传于世界工厂下载频道世界工厂下载频道1.3材料力学性质l l1.3.11.3.1强度与比强度强度与比强度l l一、强度一、强度l l定义:材料在外力作用下不破坏时能承受最大应力。定义:材料在外力作用下不破坏时能承
18、受最大应力。l l抗压强度:抗压强度:l l抗拉强度:抗拉强度:l l抗剪强度:抗剪强度:l l抗弯强度:抗弯强度:l l集中荷载:集中荷载:l l三分点加荷:三分点加荷:第20页本书由本书由vince上传于上传于世界工厂下载频道世界工厂下载频道l l影响强度原因:影响强度原因:l l材料组成材料组成l l孔隙率孔隙率 增加增加 强度降低强度降低l l含水率含水率 增加增加 强度降低强度降低l l温度温度 升高升高 强度降低强度降低l l试件尺寸试件尺寸 大大 强度降低强度降低l l加荷速度加荷速度 快快 强度降低等强度降低等第21页本书由本书由vince上传于上传于世界工厂下载频道世界工厂下
19、载频道l l二、比强度二、比强度l l定义:单位体积重量材料强度与毛体积密度之比定义:单位体积重量材料强度与毛体积密度之比衡量材料是否轻质、高强。衡量材料是否轻质、高强。l l补充一:补充一:补充一:补充一:公路工程石料力学性质公路工程石料力学性质l l )抗压强度)抗压强度l l石料抗压强度,通常有单轴抗压强度和三轴抗压强石料抗压强度,通常有单轴抗压强度和三轴抗压强度两种。假如不作边坡验算等,普通仅需要进行单度两种。假如不作边坡验算等,普通仅需要进行单轴抗压强度试验。轴抗压强度试验。l l公路工程石料抗压强度,是将石料制备成边长为公路工程石料抗压强度,是将石料制备成边长为.正立方体或直径与高
20、均为正立方体或直径与高均为.圆柱体试件,经吸水饱和后,在圆柱体试件,经吸水饱和后,在要求加载条件下单轴受压,石料试件到达极限破坏要求加载条件下单轴受压,石料试件到达极限破坏时,单位受压面积强度。时,单位受压面积强度。第22页本书由本书由vince上传于上传于世界工厂下载频道世界工厂下载频道l l公式:公式:l l式中:式中:石料抗压强度,;石料抗压强度,;F Fmaxmax试件极限破坏时荷载,;试件极限破坏时荷载,;试件截面积,。试件截面积,。l l石料抗压强度值,取决于石料组成结构,同时也取决于石料抗压强度值,取决于石料组成结构,同时也取决于试验条件(如试件几何外形、加荷速度、温度和湿度等)
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