第一节 绪论
什么是土木工程材料
土木工程包括：建筑、道路、桥梁、沿途、地下、港口、水利、市政工程——用来建设的材料即为土木工程材料
复合材料：碳纤维复合材料、聚合物复合材料、高分子复合材料 绿色建材：
含义：采用清洁的生产技术、少用天然资源、多用工业或城市固体废弃物（和农植物秸秆）（生产过程）
建材本身：无毒、无污染、无放射性
建材功能：有利于环保、有利于人体健康 土木工程材料分类：
发展趋势：高性能化、复合化和多功能化、良好的环境协调性、无污染可再生 发展方向：优先发展水泥与混凝土材料、提高配套 土木工程材料质量的控制方法： ,初步确定来源以及质量情况 对工程材料进行抽样检验
检测半成品和成品的技术性能，从而评定材料在实际工程中的实际技术性能。 采取相应的措施避免对工程质量造成的不良影响、
土木工程对材料的基本要求：安全、适用、美观、耐久与经济 第一章 土木工程材料的基本性质 材料的物理性质
密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量
表观密度：材料在自然状态下，单位体积的质量（包含内部空隙）
表观密度：
?0?mv
0堆积密度：粉状或粒状材料，在堆积状态下单位体积的质量
密度是材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。所谓绝对密实状态下的体积，是指不含有任何孔隙的体积。
表观密度表示材料单位细观外形体积（包括内部封闭孔隙）的质量。容积密度表示材料单位宏观外形体积（包括内部封闭孔隙和开口孔隙）的质量。
堆积密度是指散粒材料或粉状材料，在自然堆积状态下单位体积的质量。材料的堆积体积指在自然、松散状态下，按一定方法装入容器的容积，包括颗粒体积和颗粒之间空隙的体积。
堆积密度：
?'m0?v'
0C
材料的孔隙率：块状材料中孔隙体积与材料在自然状态下总体积的百分比。
P?V0?V0V?10000?(1???0)?10000 0开口孔隙率：是指材料中能被水饱和（即被水所充满）的孔隙体积占材料在自然状态的体积的百分率.
闭口孔隙率：是总孔隙率与开口孔隙率之差
材料的密实度:材料体积内被固体物质充实的程度。
D?VV?10000??00
0?0?100材料的空隙率：散粒材料在其堆集体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比例。
''P'?V0?V00V'?100%?(1??0?0)?100%
0亲水性与憎水性：材料与水接触时,有些材料能被水湿润,而有些材料则不能被水湿润,对两种现象来说,前者为亲水性,后者为憎水性。
A
材料的含水状态：
干燥状态：材料的孔隙中不含水或含水极微。 气干状态：材料的孔隙中含水与大气湿度相平衡。
饱和面干状态：材料表面干燥，而空隙中充满水达到饱和。
湿润状态：材料不仅孔隙中含水饱和，而且表面上为水润湿附有一层水膜。 吸水性：材料能吸收水分的能力。 吸水的大小以吸水率来表示。
质量吸水率是指材料在吸水饱和时，所吸水量占材料在干燥状态下的质量百分比
?mmW?mbgm?10000
gmb——材料吸水饱和状态下的的质量 Mg——材料在干燥状态下的质量
体积吸水率：材料在吸水饱和时，所吸水的体积占材料自然体积的百分率。
Wv?V0——料在自然状态下的体积 Wv——材料的体积吸水率
m?m?1?vbg0?10000
w?w——水的密度
吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质
材料的吸湿性用含水率表示——材料内部所含水的质量占材料干质量的百分率
Wh?ms?mggm?10000
wh --------材料的含水率
ms -------材料在吸湿状态下的质量 mg -------材料在干燥状态下的质量
C
耐水性：材料的耐水性指材料长期在饱和水的作用下不破坏，强度也不显著降低的性质。
衡量耐水性的指标:材料的软化系数
软化系数
KR?ffbg
KR——材料的软化系数
fb——材料在吸水饱和状态下的抗压强度 (MPa) fg——材料在干燥状态下的抗压强度 (MPa)
抗渗性：材料在压力水用下抵抗水渗透的性能
渗透系数：
Ks?Qd AtH
Ks——渗透系数（越小材料的抗渗性越强）(cm/h) Q——渗水量 (cm3) A——渗水面积 (cm2)
H——材料两侧的水压差 (cm) d——试件厚度 (cm) t——渗水时间 (h)
抗渗等级：标准方法进行透水试验，材料标准试件在透水前所能承受的最大压力来表示抗渗等级。
抗冻性：材料在保饱水状态下，能经受多次冻融交替作用，既不破坏强度又不显著下降的性质。
冻融破坏：在饱水状态下因冻融循环产生的破坏作用称为冻融破坏
抗冻等级：以试件在冻融后的质量损失、外形变化或强度降低不超过一定限度时所能经受的冻融循环次数。
C
导热性：材料两面存在温差，热量传递的性质。
导热系数：??Qa A?Tt?——导热系数 W/(m.K)
Q——传导热量 J a——材料厚度 m A——热传导面积 m2 t——热传导时间 h ?t——材料两面温差 K 导热性影响因素：
热容性：材料在受热吸收热量，冷却时放出热量的性质。
比热（热容量系数）：单位质量材料温度升高1K所吸收或放出的热量。
比热：C?Q m?tC——材料的比热 J/（g.K） Q——材料吸收或放出的热量 J m——材料的质量 g
?t——材料受热或冷却前后的温差 K
热的变形性：温度升高或降低时材料的体积变化。
线膨胀系数：???L L?T?l——线膨胀或收缩量 (mm/cm)
?T——材料升（降）温前后的温度差 (K) ?——材料在常温下的平均线膨胀系数 (1/K)
L——材料原长 (mm/cm)
材料的强度：材料在应力作用下抵抗破坏的能力。 测定方法:破坏试验法
分类(根据外力作用方式)：抗拉、抗压、抗剪、抗弯（抗折）强度。
材料强度：f?PmaxA
f——材料强度（MPa）
Pmax——材料破坏时的最大荷载 A——试件受力面积
抗弯强度：
fw?3PmaxL2bh2
比强度：材料强度与其表观密度之比.
（反映材料轻质高强的指标，越大材料越轻质高强） 影响强度因素：材料的组成
孔隙率↑，强度↓ 含水率↑，强度↓ 温度↑，强度↓
试件尺寸 大 强度↓ 加荷速度 快 强度↑
材料的弹性与塑性
弹性变形：外力作用下变形。外力取消后恢复原来形状 塑形变形: 无法恢复（永久变形）
脆性：材料达到一定程度，突然发生破坏，并无明显的变形，这种性质即为脆性。
土木工程材料知识点 - 图文
