土木工程材料的基本性質(zhì)-全文預(yù)覽
【正文】 內(nèi)部深入發(fā)展?？箖龅燃?jí)是以規(guī)定的試件，在規(guī)定試驗(yàn)條件下，測(cè)得其強(qiáng)度損失不超過 25%，并無明顯損壞和剝落，質(zhì)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(jié)后，再在 20℃ 的水中融化，為 1次循環(huán)），以此作為抗凍等級(jí)，用符號(hào)“ 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(jí)的選擇，是根據(jù)結(jié)構(gòu)物的種類、使用條件、氣候條件等來決定的。在設(shè)計(jì)地下建筑、壓力管道、容器等結(jié)構(gòu)時(shí)，均需要求其所用材料具有一定的抗?jié)B性能。細(xì)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(shí)間內(nèi)透過單位面積的水量。對(duì)用于受潮較輕或次要結(jié)構(gòu)物的材料，其 KR值不宜小于。這是因?yàn)樗直唤M成材料的微粒表面吸附，形成水膜，削弱了微粒間的結(jié)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(nèi)表面積大，吸附水的能力強(qiáng)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(zhì)稱為吸濕性。材料吸水達(dá)飽和時(shí)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(zhì)量吸水率 質(zhì)量吸水率是指材料在吸水飽和時(shí)，內(nèi)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(nèi)聚力大于水分了與材料分子間的吸引力，則材料表面不會(huì)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(dāng)潤濕邊角 θ≤90176。它和材料本身的性質(zhì)有關(guān)。 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?；ハ嗵畛涞闹旅艹潭取６忾]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(xì)孔和微孔。 （ 1）密實(shí)度 (dense condition) 密實(shí)度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度 。) m 干燥質(zhì)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(zhì)量，按下式計(jì)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(zhì)量，按下式計(jì)算： 式中 :ρ0 表觀密度 m干燥材料的質(zhì)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(nèi)部孔隙的體積。材料磨得越細(xì)，測(cè)得的密度就越精確。) m材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量 (g) v材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積 (cm179。 ? 凝膠結(jié)構(gòu) 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(xué)作用而使膠粒產(chǎn)生彼此相聯(lián)，形成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而使膠體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)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(jié)構(gòu)特征為構(gòu)成玻璃體的質(zhì)點(diǎn)在空間上呈非周期性排列。層與層之間是由范德華力結(jié)合的，故其鍵合力弱，此種結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，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(jié)合而成的晶體，如鋼鐵材料。 －固定的熔點(diǎn)和化學(xué)穩(wěn)定性，這是晶體鍵能和質(zhì)點(diǎn)所處最低的能量狀態(tài)所決定的。 ? 在微觀結(jié)構(gòu)層次上，材料可分為晶體、玻璃體、膠體。 （ 3）微觀結(jié)構(gòu) (microstructure) ? 微觀結(jié)構(gòu)是指原子分子層次的結(jié)構(gòu)。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(fù)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(jié)構(gòu)：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(jié)構(gòu)是決定材料性質(zhì)的極其重要因素。 －同種物質(zhì)在溫度、壓力等條件發(fā)生變化時(shí)常常會(huì)轉(zhuǎn)變其存在的狀態(tài)，如由氣相轉(zhuǎn)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(zhì)就各有差異。 －當(dāng)與外界自然環(huán)境以及各類物質(zhì)相接觸時(shí)，要按化學(xué)變化規(guī)律發(fā)生作用。01 土木工程材料的基本性質(zhì) ? 土木工程結(jié)構(gòu)：荷載并經(jīng)受周圍介質(zhì)的作用。 （ 1）化學(xué)組成 (chemical position) －指構(gòu)成材料的化學(xué)元素及化合物的種類和數(shù)量。 －礦物組成是指構(gòu)成材料的礦物的種類和數(shù)量。 －自然界物質(zhì)可分為氣相、液相、和固相。 例如，混凝土可認(rèn)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(fù)合材料。其尺寸在 103m級(jí)以上。 －按存在狀態(tài)或構(gòu)造特征分為： 1）堆聚結(jié)構(gòu)：由集料與膠凝材料膠結(jié)成的結(jié)構(gòu)。 3）層狀結(jié)構(gòu)：天然形成或人工采用粘結(jié)等方法
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