土木工程材料1 基础
习题:为测定某集料的密度,做如下试验:取一广口瓶, 装满水后,盖上玻璃盖,称得质量为1435克,将已浸水 一昼夜的集料放入广口瓶中,充分排出气泡,并擦干溢出 的水,测得总质量为1615克,取出集料,用拧干的湿毛 巾擦干集料的表面水,称得集料质量为300克,将集料在 105℃下烘干至恒重后,质量为293克,试计算其毛体积 密度、表观密度、饱和面干密度和吸水率 解:吸水率:
习题:为测定某集料的密度,做如下试验:取一广口瓶, 装满水后,盖上玻璃盖,称得质量为1435克,将已浸水 一昼夜的集料放入广口瓶中,充分排出气泡,并擦干溢出 的水,测得总质量为1615克,取出集料,用拧干的湿毛 巾擦干集料的表面水,称得集料质量为300克,将集料在 105℃下烘干至恒重后,质量为293克,试计算其毛体积 密度、表观密度、饱和面干密度和吸水率 解:毛体积密度:
材料的基本力学性质
材料的弹性、塑性、粘性
材料在极限应力作用下,会被破坏而失去使用功能, 在非极限应力作用下则会发生某些变形。 材料在外力作用下的变形能力
材料的脆性、耐磨性等
1、弹性:弹性是指材料在应力作用下产生变形,外力取 消后,材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质。这种 当外力取消后瞬间即可完全消失的变形,称为弹性变形。明显 具有弹性变形特征的材料称为弹性材料。
材料的基本力学性质
材料的强度
材料在外力作用下抵抗破坏的能力
材料的拉伸与压缩
工程中有很多构件,例如屋架中的杆,是等直杆,作 用于杆上的外力的合力的作用线与杆的轴线重合。在这种 受力情况下,杆的主要变形形式是轴向伸长或缩短。
屋架结构简图
m
材料的扭曲
m
试验 预先在圆筒的表面画上 等间距的纵向线和圆周 线,从而形成一系列的 正方格子。 观察到的现象 所有的圆周线都保持不变;所有的纵向线都倾斜了一个相同的角度。
荷载 o 变形
第一章 土木工程材料的基本性质
化学性质
第一章 土木工程材料的基本性质
耐久性
(3)磨损及磨耗 材料受摩擦作用而减少质量和体积的现象 称为磨损。材料同时受摩擦和冲击作用而减少 质量和体积的现象称为磨耗。地面、路面等经 常受摩擦的部位要求材料有较好的抗磨性能。 硬度大、强度高、韧性好、构造均匀致密的材 料,抗磨性较好。
典型的弹塑性材料
材料的基本力学性质
材料的脆性、耐磨性等
(1) 脆性是指材料在外力作用下直到破坏前无明显塑 性变形而发生突然破坏的性质。具有这种破坏性质的材 料称为脆性材料。
荷载 o 变形
(2)韧性
韧性是指材料在冲击或振动荷载作用下, 能吸收较大能量,产生一定的变形,而不至 破坏的性能,又叫冲击韧度。具有这种性质 的材料叫韧性材料。
习题:为测定某集料的密度,做如下试验:取一广口瓶, 装满水后,盖上玻璃盖,称得质量为1435克,将已浸水 一昼夜的集料放入广口瓶中,充分排出气泡,并擦干溢出 的水,测得总质量为1615克,取出集料,用拧干的湿毛 巾擦干集料的表面水,称得集料质量为300克,将集料在 105℃下烘干至恒重后,质量为293克,试计算其毛体积 密度、表观密度、饱和面干密度和吸水率 解:饱和面干密度:
真实密度:
表观密度:
ms ρa = V s + Vn
ms ρ= Vs
表干密度:
ρs =
mf Vs + Vn + Vi
毛体积密度:
ms ρb = Vs + Vn + Vi
堆积密度:
ms ρl = Vs + Vn + Vi + Vv
集料的体积和质量的关系
体积的测试
浮力定律 (阿基米德原理)
浸在液体里的物体受 到向上的浮力,浮力 大小等于物体排开液 体所受重力。
a. 低碳钢在受力不大时,仅产生弹性变形,此 时,应力与应变的比值为一常数。随着外力增大 至超过弹性极限后,则出现另一种变形——塑性 变形。
典型的弹塑性材料
b. 混凝土,在他受力一开始,弹性变 形和塑性变形就同时发生,除去外力后,弹 性变形可以恢复(消失),而塑性变形不能 消失,其应力应变如图所示。
2、塑性:塑性是指材料在应力作用下产生变 形,当外力取消后,任保持变形后的形状尺寸, 且不产生裂纹的性质。这种不随外力撤销而消失 的变形,为塑性变形,或永久变形,明显具有塑 性变形特征的材料称为塑性材料。
3、弹塑性材料 实际上,纯弹性与纯塑性的材料都是不存在的。 不同的材料在力的作用下,表现出不同的变形特征。 例如:
本课程的内容
重点介绍
集料 无机结合料 水泥混凝土 沥青 沥青混合料
第一章 土木工程材料的基本性质
物理性质 力学性质 化学性质 耐久性
材料的基本物理性质
密度 孔隙率 水相关性质
材料的密度
真实密度 即在规定条件(105±5℃烘至恒量)下,矿质单位体积(不包括 开口与闭口孔隙体积)的质量 表观密度 在规定的条件下,烘干石料包括闭口孔隙在内的单位体积固体材 料的质量 表干密度 在规定的条件下,包括孔隙在内的单位体积的面干饱水固体材料 的质量 毛体积密度 在规定的条件下,烘干石料包括孔隙在内的单位体积固体材料的 质量 堆积密度 自然堆积状态下单位体积(包括颗粒的孔隙和颗粒之间的空隙) 所具有的质量。
土木工程材料
网络课程
东大主页→人才培养→本科生(教务处) → 课程中心→输入个人信息
绪论
土木工程材料
任何土木工程建筑物都是用各种材料组成的,这些 材料总称为土木工程材料。
土木工程材料
1.砂石材料。 2.无机结合料及其制品。 3.有机结合料及其混合料。 4.钢材和木材。 5.新型材料。
问题?
本章必须掌握的知识点:
各种密度的定义 各种密度的计算方法 孔隙率计算方法 吸水率计算方法
小测验1
为测量某石料的密度,利用静水天平进行如下试验,称量 试件在空气中的质量为1231g,将试件浸入水中,称量试 件在水中的质量为726g,将试件取出后用拧干的湿毛巾轻 轻擦干试件表面的水,再称量试件的质量为1236g,试计 算此试件的表干毛体积密度。
孔隙率
孔隙率
V − Vs P= × 100% V
孔隙率与空隙率
与水相关的性质
吸水性 质量吸水率: W = m湿 − m干 × 100% 质
m干
吸湿性 耐水性
习题:为测定某集料的密度,做如下试验:取一广口瓶, 装满水后,盖上玻璃盖,称得质量为1435克,将已浸水 一昼夜的集料放入广口瓶中,充分排出气泡,并擦干溢出 的水,测得总质量为1615克,取出集料,用拧干的湿毛 巾擦干集料的表面水,称得集料质量为300克,将集料在 105℃下烘干至恒重后,质量为293克,试计算其毛体积 密度、表观密度、饱和面干密度和吸水率 解:表观密度: