土木工程材料的基本性質-全文預覽
【正文】 內部深入發(fā)展?？箖龅燃壥且砸?guī)定的試件，在規(guī)定試驗條件下，測得其強度損失不超過 25%，并無明顯損壞和剝落，質量損失不超過 5%，所能經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)（在 15℃ 的溫度下凍結后，再在 20℃ 的水中融化，為 1次循環(huán)），以此作為抗凍等級，用符號“ Fn”表示，其中 n即為最大凍融循環(huán)次數(shù)，如 F2F50等， 材料抗凍等級的選擇，是根據(jù)結構物的種類、使用條件、氣候條件等來決定的。在設計地下建筑、壓力管道、容器等結構時，均需要求其所用材料具有一定的抗?jié)B性能。細微連通的孔隙水易滲入，故這種孔隙愈多，材料的抗?jié)B性愈差。滲透系數(shù)既為一定厚度的材料，在單位壓力水頭作用下，在單位時間內透過單位面積的水量。對用于受潮較輕或次要結構物的材料，其 KR值不宜小于。這是因為水分被組成材料的微粒表面吸附，形成水膜，削弱了微粒間的結合烽所致。不過利用材料的吸濕可起降濕作用，常用于保持環(huán)境的干燥。這是由于這類材料的內表面積大，吸附水的能力強所致。 ? 材料的吸濕性隨空氣的濕度和環(huán)境溫度的變化而改變。 （ 2）吸濕性 (moisture absorption) ? 材料在潮濕空氣中吸收水分的性質稱為吸濕性。材料吸水達飽和時的體積吸水率，即為材料的開口孔隙率。吸水率再以下兩種表示方法： 1）質量吸水率 質量吸水率是指材料在吸水飽和時，內部所吸不分 的重量占材料干重的百分率。如圖所示，水分子之間的內聚力大于水分了與材料分子間的吸引力，則材料表面不會被浸潤，此種材料稱為憎水性材料。 親水性和憎水性 ? 如果潤濕邊角 θ為零，則表示該材料完全被水所浸潤； ? 當潤濕邊角 θ≤90176。它和材料本身的性質有關。 材料的填充率與空隙率 空隙率的大小反映了散粒材料的顆粒互相填充的致密程度。而封閉孔隙則不僅彼此不連通且與外界相隔絕。 ? 公式 ： ②孔隙分類 （ 1）連通孔和封閉孔 （ 2）按孔隙尺寸大小可分為粗孔、細孔和微孔。 （ 1）密實度 (dense condition) 密實度是指材料體積內被固體物質充實的程度 。) m 干燥質量 (Kg) vo180。 （ 3）堆積密度（ bulk density） ? 堆積密度是指粉狀或粒狀材料，在堆積狀態(tài)下，單位體積的質量，按下式計算： 39。 （ 2）表觀密度（ apparent density） ? 表觀密度是指材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質量，按下式計算： 式中 :ρ0 表觀密度 m干燥材料的質量 v0材料自然狀態(tài)下的體積 材料的 表觀體積 是指包含內部孔隙的體積。材料磨得越細，測得的密度就越精確。) m材料在干燥狀態(tài)下的質量 (g) v材料在絕對密實狀態(tài)下的體積 (cm179。 ? 凝膠結構 若膠粒數(shù)量較多，膠粒在表面能的作用下發(fā)生凝聚作用，或由于物理化學作用而使膠粒產生彼此相聯(lián)，形成空間網(wǎng)絡結構，從而使膠體結構的強度增大，變形性減小，形成固態(tài)或半固狀態(tài)。如火山灰、爐渣、?；郀t礦渣與石灰在有水的條件下起硬化作用，而被利用作土木工程材料。其結構特征為構成玻璃體的質點在空間上呈非周期性排列。層與層之間是由范德華力結合的，故其鍵合力弱，此種結構容易剝成薄片。 圖 硅氧四面體示意圖 SiO4四面體可以形成鏈狀結構，如石棉。 －金屬晶體：以金屬陽離子為晶格，由自由電子與金屬陽離子間的金屬鍵結合而成的晶體，如鋼鐵材料。 －固定的熔點和化學穩(wěn)定性，這是晶體鍵能和質點所處最低的能量狀態(tài)所決定的。 ? 在微觀結構層次上，材料可分為晶體、玻璃體、膠體。 （ 3）微觀結構 (microstructure) ? 微觀結構是指原子分子層次的結構。其尺寸范圍在 103~106m。 如膠合板、紙面石膏板、蜂窩夾芯板、各種新型節(jié)能復合墻板等。 如水泥混凝土、砂漿、瀝青混合料等。 －按其孔隙特征可分為： 1）致密結構：可以看作無宏觀層次的孔隙存在， 如鋼鐵、有色金屬、致密天然石材、玻璃、玻璃鋼、塑料等。 －材料的結構是決定材料性質的極其重要因素。 －同種物質在溫度、壓力等條件發(fā)生變化時常常會轉變其存在的狀態(tài)，如由氣相轉變?yōu)橐合嗷蚬滔唷? －水泥因所含有的熟料礦物的不同或其含量的不同，則所表現(xiàn)出的水泥性質就各有差異。 －當與外界自然環(huán)境以及各類物質相接觸時，要按化學變化規(guī)律發(fā)生作用。01 土木工程材料的基本性質 ? 土木工程結構：荷載并經(jīng)受周圍介質的作用。 （ 1）化學組成 (chemical position) －指構成材料的化學元素及化合物的種類和數(shù)量。 －礦物組成是指構成材料的礦物的種類和數(shù)量。 －自然界物質可分為氣相、液相、和固相。 例如，混凝土可認為是集料顆粒（集料相）分散在水泥漿基體（基相）中所組成的兩相復合材料。其尺寸在 103m級以上。 －按存在狀態(tài)或構造特征分為： 1）堆聚結構：由集料與膠凝材料膠結成的結構。 3）層狀結構：天然形成或人工采用粘結等方法
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