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1、建筑材料的基本性建筑材料的基本性质质第一页，讲稿共五十四页哦第一章第一章 建筑材料的基本性质建筑材料的基本性质u 材料的组成、结构和构造材料的组成、结构和构造u 材料的物理性质材料的物理性质u 材料的基本力学性质材料的基本力学性质u 材料的耐久性材料的耐久性第二页，讲稿共五十四页哦1.1 材料的组成、结构和构造材料的组成、结构和构造 环境是影响材料性质的环境是影响材料性质的外部因素外部因素，材料的组成和结构，材料的组成和结构是影响材料性质的是影响材料性质的内部因素内部因素。一、材料的组成一、材料的组成（一）化学组成（一）化学组成 指构成材料的基本指构成材料的基本化学元素或化合物化学元素或化合物
2、的种类和数量的种类和数量。如水泥的化学组成有。如水泥的化学组成有CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等。等。第三页，讲稿共五十四页哦（二）矿物组成（二）矿物组成 指构成材料的指构成材料的矿物种类和数量矿物种类和数量。无机非金属材料中具有。无机非金属材料中具有特定的晶体结构、特定的物理力学性能的组织结构称为特定的晶体结构、特定的物理力学性能的组织结构称为矿物。如水泥熟料的矿物组成有硅酸三钙、硅酸二钙、矿物。如水泥熟料的矿物组成有硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、铁铝酸四钙等。铝酸三钙、铁铝酸四钙等。（三）金属材料的晶体组织（三）金属材料的晶体组织 金属材料多为合金，组成合金的固溶体、化合物以及它
3、金属材料多为合金，组成合金的固溶体、化合物以及它们之间的混合物都可以称为一种晶体组织。们之间的混合物都可以称为一种晶体组织。第四页，讲稿共五十四页哦二、材料的结构和构造二、材料的结构和构造（一）微观结构（一）微观结构 微观结构是指用高倍显微镜、电子显微镜或微观结构是指用高倍显微镜、电子显微镜或X射线衍射射线衍射仪等手段来研究的结构。其分辨尺寸在仪等手段来研究的结构。其分辨尺寸在纳米纳米10-6mm以以上。材料在微观结构层次上可分为晶体、玻璃体、胶体上。材料在微观结构层次上可分为晶体、玻璃体、胶体。（1）晶体）晶体 物质中的分子、原子、离子等质点在空间呈周期性规则物质中的分子、原子、离子等质点在
4、空间呈周期性规则排列的结构称为晶体排列的结构称为晶体。根据晶体的质点及化学键的不同。根据晶体的质点及化学键的不同分为：原子晶体、离子晶体、分子晶体、金属晶体。分为：原子晶体、离子晶体、分子晶体、金属晶体。第五页，讲稿共五十四页哦（2）玻璃体）玻璃体 玻璃体也称玻璃体也称非晶体或无定型体非晶体或无定型体。它与晶体的区别在。它与晶体的区别在于质点呈不规则排列，没有特定的几何外形，没有固定于质点呈不规则排列，没有特定的几何外形，没有固定的熔点，但具有较大的硬度。的熔点，但具有较大的硬度。（3）胶体）胶体 粒径为粒径为10-6mm10-4mm大小的固体颗粒（胶粒）大小的固体颗粒（胶粒）分散在连续介质中
5、（水或油）组成的分散在连续介质中（水或油）组成的分散体系分散体系称为称为胶体。胶体。第六页，讲稿共五十四页哦（二）宏观构造（二）宏观构造 宏观构造是指用宏观构造是指用肉眼或在肉眼或在10100倍放大镜倍放大镜或显微镜或显微镜下就可以分辨的粗大级组织，尺寸范围在下就可以分辨的粗大级组织，尺寸范围在1mm以上。宏观以上。宏观构造直接影响材料的密度、渗透性、强度等性质。相构造直接影响材料的密度、渗透性、强度等性质。相同组成的材料，如果质地均匀、结构紧密，则强度高同组成的材料，如果质地均匀、结构紧密，则强度高，反之则强度低。，反之则强度低。按照内部孔隙尺寸分为以下几类：按照内部孔隙尺寸分为以下几类：（
6、1）致密结构致密结构 密度和表观密度极其接近的材密度和表观密度极其接近的材料，一般可认为是料，一般可认为是无孔隙或少孔隙无孔隙或少孔隙的材料，如钢材、玻的材料，如钢材、玻璃、塑料等。璃、塑料等。第七页，讲稿共五十四页哦 （2）多孔结构多孔结构 材料中含有均匀分布的孔的结构称材料中含有均匀分布的孔的结构称为多孔结构。如混凝土，石膏制品等。为多孔结构。如混凝土，石膏制品等。（3）纤维结构纤维结构 由纤维装物质构成的材料结构。由纤维装物质构成的材料结构。如木材、玻璃棉等。如木材、玻璃棉等。（4）层状结构层状结构 用机械或粘接等方法把层状结构的用机械或粘接等方法把层状结构的材料积压在一起成为整体。如胶
7、合板、纸面石膏板等。材料积压在一起成为整体。如胶合板、纸面石膏板等。（5）散粒结构散粒结构 指松散颗粒状结构，如砂子、指松散颗粒状结构，如砂子、卵石、碎石等。卵石、碎石等。第八页，讲稿共五十四页哦 材料内部被空气占据的空间称为孔隙。孔隙分为材料内部被空气占据的空间称为孔隙。孔隙分为开口孔隙和闭口孔隙，开口孔隙分为：开口贯通和开开口孔隙和闭口孔隙，开口孔隙分为：开口贯通和开口不贯通。口不贯通。另外，孔隙按尺寸大小分为三种：另外，孔隙按尺寸大小分为三种：微细孔隙孔径微细孔隙孔径0.01mm毛细孔隙毛细孔隙 0.01mm 孔径孔径1.0mm闭口气孔闭口气孔开口气孔开口气孔三、材料的孔隙三、材料的孔隙
8、第九页，讲稿共五十四页哦1.2 材料的物理性质材料的物理性质一、材料与质量有关的性质（一、材料与质量有关的性质（4个密度）个密度）（一）密度（一）密度 材料在绝对密实状态下单位体积的质量称为材料在绝对密实状态下单位体积的质量称为密度密度，（，（绝对密实体积指不包括材料孔隙在内的体积绝对密实体积指不包括材料孔隙在内的体积）。）。用用表表示。示。mV密度密度，kg/m3；m材料在干燥状态下的质量材料在干燥状态下的质量，kg；V干燥材料的绝对密实体积干燥材料的绝对密实体积，m3。第十页，讲稿共五十四页哦 钢材、玻璃等少数密实材料可根据外形尺寸求得钢材、玻璃等少数密实材料可根据外形尺寸求得体积。体积。
9、大多数有孔隙的材料，在测定材大多数有孔隙的材料，在测定材料的密度时，应把材料磨成细粉，料的密度时，应把材料磨成细粉，干燥后用李氏瓶测定其体积（干燥后用李氏瓶测定其体积（排液排液法法）。材料磨的越细，测得的密度）。材料磨的越细，测得的密度数值就越精确。砖、石等材料的密数值就越精确。砖、石等材料的密度即用此法测得。度即用此法测得。第十一页，讲稿共五十四页哦（二）视密度（二）视密度 指材料在包含内部闭口孔隙（开口孔隙除外）条件下的指材料在包含内部闭口孔隙（开口孔隙除外）条件下的单位体积的质量。单位体积的质量。mVV材料的自然状态下不含开口孔隙的体积。或直接用排材料的自然状态下不含开口孔隙的体积。或直
10、接用排水法测得实际体积的近似值。水法测得实际体积的近似值。第十二页，讲稿共五十四页哦（三）表观密度（三）表观密度 材料在自然状态下单位体积的质量成为材料在自然状态下单位体积的质量成为表观密表观密度度，用，用0表示。表示。0表观密度表观密度，kg/m3；m材料的质量材料的质量，kg；V0材料在自然状态下的体积材料在自然状态下的体积，m3。自然状态下的体积指包含材料内部孔隙的体积自然状态下的体积指包含材料内部孔隙的体积。00mV第十三页，讲稿共五十四页哦（四）堆积密度（四）堆积密度 散粒或粉状材料，如砂、石子、水泥等，在自然散粒或粉状材料，如砂、石子、水泥等，在自然堆积状态下单位体积的质量称为堆积
11、状态下单位体积的质量称为堆积密度堆积密度，用，用0表示表示。0 堆积密度堆积密度，kg/m3；m 材料的质量材料的质量，kg；V0 材料的自然堆积体积（包括材料颗粒体积和颗粒之间空材料的自然堆积体积（包括材料颗粒体积和颗粒之间空隙的体积）隙的体积），m3。测定散粒材料的堆积密度时，按一定的方法将散测定散粒材料的堆积密度时，按一定的方法将散粒材料装入一定的容器中，则堆积体积为容器的容粒材料装入一定的容器中，则堆积体积为容器的容积。积。00mV第十四页，讲稿共五十四页哦小结：小结：对于同种材料（如一堆碎石），测得的四种密度对于同种材料（如一堆碎石），测得的四种密度的关系？的关系？mVmV00mV0
12、0mV质量一样，而四种体积存在一个关系：质量一样，而四种体积存在一个关系：V是指实体体积是指实体体积 V=V+Vb V0 =V+Vb+Vk V0=V+Vb+Vk+V空空故，故，0 0 0 0第十五页，讲稿共五十四页哦二、与疏密度有关的性质二、与疏密度有关的性质（一）密实度（一）密实度D 指材料体积内被固体物质所填充的程度（即密实体指材料体积内被固体物质所填充的程度（即密实体积占自然体积的百分率）。积占自然体积的百分率）。00100%100%VDV第十六页，讲稿共五十四页哦（二）孔隙率（二）孔隙率P 指材料的自然体积内，孔隙体积占自然体积指材料的自然体积内，孔隙体积占自然体积的百分率。的百分率。
13、000100%1100%VVPV000100%100%kKVVVPVVbKPPP开口孔隙率：开口孔隙率：闭口孔隙率：闭口孔隙率：孔隙率与密实度的关系：孔隙率与密实度的关系：P+D=1第十七页，讲稿共五十四页哦（三）填充率（三）填充率D 指散粒材料的堆积体积中，被其颗粒填充的程度（指散粒材料的堆积体积中，被其颗粒填充的程度（即自然体积占堆积体积的百分率）。即自然体积占堆积体积的百分率）。0000100%100%VDV空隙空隙第十八页，讲稿共五十四页哦（四）空隙率（四）空隙率P 散粒材料自然堆积体积中颗粒之间的空隙所占散粒材料自然堆积体积中颗粒之间的空隙所占的比例称为散粒材料的空隙率，其计算公式为
14、：的比例称为散粒材料的空隙率，其计算公式为：00000100%1100%VVPV 空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的致空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密程度。密程度。空隙空隙第十九页，讲稿共五十四页哦课堂练习：课堂练习：1、有一卵石试样，洗净烘干后质量为、有一卵石试样，洗净烘干后质量为1000g，将其浸水饱和，将其浸水饱和，用布擦干表面称重为，用布擦干表面称重为1005g，再装入盛满水后重为，再装入盛满水后重为1840g的广口瓶内，然后称重为的广口瓶内，然后称重为2475g，试求试样的，试求试样的表观表观密度密度和和视密度视密度。解解：（1）表观密度）表观密度 已知已知m=
15、1000g，V0=V排开水排开水=3(1840 1005)24753701cm00Vm干30010002.70/V370mg cm干第二十页，讲稿共五十四页哦 Vk=31005 100051cm0kmVV干（2）视密度）视密度：已知：已知：m干干、V03010002.74/3705kmg cmVV干第二十一页，讲稿共五十四页哦2、一块标准尺寸的黏土砖、一块标准尺寸的黏土砖(240mm115mm53mm)，干燥状，干燥状态质量为态质量为2420g，吸水饱和后为，吸水饱和后为2640g，将其烘干磨细后称，将其烘干磨细后称取取50g，用排水法测得体积为，用排水法测得体积为19.2cm3，试求，试求P
16、k和和Pb解解：开口孔隙率开口孔隙率0100%kKVPV011001100%124 11.5 5.315.0%V干吸水饱和水mm=2640-2420=第二十二页，讲稿共五十四页哦 Pb=P-Pk=36.5%-15.0%=21.5%0=m/V0=2420/(2411.55.3)=1.65g/cm3 =m/V=50/19.2=2.60g/cm300100%VVPV 闭口孔隙率闭口孔隙率 Pb=P-Pk1.651100%36.5%2.6P01100%第二十三页，讲稿共五十四页哦三、材料与水有关的性质三、材料与水有关的性质 建筑物中的材料在使用过程中经常会直接或间建筑物中的材料在使用过程中经常会直接或
17、间接与水接触，如水坝、桥墩、屋顶等，为防止接与水接触，如水坝、桥墩、屋顶等，为防止建筑建筑物受到水的侵蚀而影响使用性能物受到水的侵蚀而影响使用性能，有必要研究材料与，有必要研究材料与水接触后的有关性质。水接触后的有关性质。第二十四页，讲稿共五十四页哦（一）材料的亲水性与憎水性（一）材料的亲水性与憎水性 材料容易被水润湿的性质称为材料容易被水润湿的性质称为亲水性亲水性。具有这种。具有这种性质的材料称为亲水性材料，如砖、石、木材、混性质的材料称为亲水性材料，如砖、石、木材、混凝土等。凝土等。材料不容易被水润湿的性质称为材料不容易被水润湿的性质称为憎水性憎水性，具有，具有种性质的材料称为憎水性材料，
18、如石蜡、沥青、油种性质的材料称为憎水性材料，如石蜡、沥青、油漆、塑料等。憎水性材料一般用于防水。漆、塑料等。憎水性材料一般用于防水。第二十五页，讲稿共五十四页哦亲水性材料亲水性材料憎水性材料憎水性材料 材料的亲水性与憎水性可用润湿角材料的亲水性与憎水性可用润湿角来说明，当来说明，当材料与水接触时，在材料、水、空气三相的交点材料与水接触时，在材料、水、空气三相的交点处，作沿水滴表面的切线，该切线与固体、液体处，作沿水滴表面的切线，该切线与固体、液体接触面的夹角称为接触面的夹角称为润湿角润湿角。润湿角润湿角越小，越小，表明材料越易被润湿。实验表表明材料越易被润湿。实验表明，当润湿角明，当润湿角90
19、时，这种材料称为亲水性材时，这种材料称为亲水性材料；当润湿角料；当润湿角 90时，称为憎水性材料。时，称为憎水性材料。第二十六页，讲稿共五十四页哦（二）材料的吸水性（二）材料的吸水性 材料浸入水中吸收水的能力称为材料的材料浸入水中吸收水的能力称为材料的吸水性吸水性，常用质量吸水率来表示。吸水率包括质量吸水率常用质量吸水率来表示。吸水率包括质量吸水率(Wm)和体积吸水率（和体积吸水率（Wv）两种。）两种。Wm材料的质量吸水率材料的质量吸水率，；m干干材料干燥状态下的质量材料干燥状态下的质量，g；m饱饱材料吸水饱和状态下的质量材料吸水饱和状态下的质量，g。100mmWm干饱m干1、质量吸水率、质量
20、吸水率第二十七页，讲稿共五十四页哦Wv材料的体积吸水率材料的体积吸水率，；V0材料干燥状态下的体积材料干燥状态下的体积，cm3；V水水材料吸水饱和状态下的体积材料吸水饱和状态下的体积，cm3。0V100100VVmmW干水饱v0水2、体积吸水率、体积吸水率第二十八页，讲稿共五十四页哦0VVVmmW干水饱v0水 Wv 与与Wm 之间的关系：之间的关系：mmWm干饱m干 Wv=Wm0。0为材料在干燥状态下的表观密为材料在干燥状态下的表观密度。度。00mmV干饱第二十九页，讲稿共五十四页哦 材料的吸水率的大小主要取决于材料的吸水率的大小主要取决于材料本身的亲水材料本身的亲水性与憎水性性与憎水性，但与
21、材料的，但与材料的孔隙率大小和孔隙隙特征孔隙率大小和孔隙隙特征也有关系。也有关系。对于亲水性材料，孔隙率越大，吸水性越强对于亲水性材料，孔隙率越大，吸水性越强。但若是闭口孔隙水分也不易进入，粗大的开口。但若是闭口孔隙水分也不易进入，粗大的开口孔隙，水分不易吸满和保留；具有孔隙，水分不易吸满和保留；具有密集微细连通密集微细连通而开口孔隙的材料而开口孔隙的材料，吸水率才最大。，吸水率才最大。第三十页，讲稿共五十四页哦 材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性吸湿性，吸湿性常用质量含水率来表示。吸湿性常用质量含水率来表示。00100%hmmWmWh材料的含水率材料的
22、含水率，；m0材料干燥状态下的质量材料干燥状态下的质量，g；m材料含水时的质量材料含水时的质量，g。材料的吸水性和吸湿性大对材料的性能都是材料的吸水性和吸湿性大对材料的性能都是不利不利的。的。材料吸水或吸湿后质量增加，体积膨胀，产生变形，材料吸水或吸湿后质量增加，体积膨胀，产生变形，影响材料的各种使用性能。影响材料的各种使用性能。（三）材料的吸湿性（三）材料的吸湿性第三十一页，讲稿共五十四页哦（四）材料的耐水性（四）材料的耐水性 材料长期在水作用下不破坏，且其强度也不显著降低材料长期在水作用下不破坏，且其强度也不显著降低的性质称为的性质称为耐水性耐水性，材料的耐水性用软化系数表示。，材料的耐水
23、性用软化系数表示。10RfKfKR材料的软化系数；材料的软化系数；f0材料干燥状态下的强度材料干燥状态下的强度，MPa；f1材料在吸水饱和状态下的强度材料在吸水饱和状态下的强度，MPa。第三十二页，讲稿共五十四页哦 KR0.85为耐水性材料。为耐水性材料。KR越小，说明材料吸水越小，说明材料吸水后强度下降越多，耐水性越差。对于经常位于水中后强度下降越多，耐水性越差。对于经常位于水中或受潮严重的重要结构的材料，或受潮严重的重要结构的材料，KR0.85；受潮较轻；受潮较轻的或次要结构物的材料，的或次要结构物的材料，KR 0.75。第三十三页，讲稿共五十四页哦课堂练习：课堂练习：3、一质量为、一质量
24、为8.1Kg的干混凝土试块，体积为的干混凝土试块，体积为150mm150mm150mm，质量吸水率为，质量吸水率为4，试求混凝土，试求混凝土试块的表观密度及体积吸水率。试块的表观密度及体积吸水率。解解：已知条件：已知条件：m干干8100g；V0(自然状态下的体积自然状态下的体积)15cm15cm15cm3375cm3；Wm4；求：；求：0、Wv （V0自然状态下的体积自然状态下的体积)Wv=Wm0=4%2.4=9.6%303081002.4/3375mgg cmVcm干第三十四页，讲稿共五十四页哦4、红砖干燥时表观密度为、红砖干燥时表观密度为1900Kg/m3，密度为，密度为2.5 g/cm3
25、，质量吸水率为质量吸水率为10，试求该砖的孔隙率和体积吸水，试求该砖的孔隙率和体积吸水率。率。解：解：已知条件：已知条件：01900Kg/m3；2.5g/cm3；Wm10；求：；求：P、Wv 000100%1100%1.91100%24%2.5VVPV（V0为自然状态下体积，为自然状态下体积，V为实际体积为实际体积）Wv=Wm0=10%1.9=19%第三十五页，讲稿共五十四页哦四、材料与热有关的性质四、材料与热有关的性质（一）材料的导热性（一）材料的导热性 材料的传导热量的能力称为材料的导热性，其大小以导热材料的传导热量的能力称为材料的导热性，其大小以导热系数系数表示。表示。12()QdAZ
26、tt导热系数，导热系数，W/(mK)；Q总传热量总传热量，J；d材料厚度，材料厚度，m；A热传导面积热传导面积，m2；Z热传导时间热传导时间，h；T2-T1材料两面温度差材料两面温度差，K或或。第三十六页，讲稿共五十四页哦 材料的导热性取决于其化学组成、结构、材料的导热性取决于其化学组成、结构、孔隙孔隙率与孔隙特征率与孔隙特征、含水率含水率及导热时的温度。及导热时的温度。一般情况下材料的孔隙率越大，导热系数越小；一般情况下材料的孔隙率越大，导热系数越小；粗大和连通的孔隙使导热系数增大，微小和闭口孔粗大和连通的孔隙使导热系数增大，微小和闭口孔隙减小导热系数。隙减小导热系数。第三十七页，讲稿共五十
27、四页哦 孔隙中的介质对导热系数影响较大，静态空孔隙中的介质对导热系数影响较大，静态空气的气的为为0.023 W/(mK)，水的水的为为0.58 W/(mK)，为空气的为空气的20倍，冰的倍，冰的为为2.33W/(mK)，是空气的是空气的80倍。倍。所以当材料的含水率增大时，导热系数也增所以当材料的含水率增大时，导热系数也增大，当孔隙中的水结成冰时，导热系数更大。大，当孔隙中的水结成冰时，导热系数更大。第三十八页，讲稿共五十四页哦（二）材料的比热容（二）材料的比热容 材料的比热容的物理意义是指质量为材料的比热容的物理意义是指质量为1g的材料，当的材料，当温度升高（或降低）温度升高（或降低）1K（
28、或（或）时所吸收（或释放）时所吸收（或释放）的热量。用公式表示为的热量。用公式表示为21()Qcm ttc材料的比热容材料的比热容，J/(gK)或或J/(g)；Q材料吸收或放出的热量材料吸收或放出的热量，J；m材料的质量，材料的质量，g；t2-t1材料受热或冷却前后的温度差材料受热或冷却前后的温度差，K或或。比热容是反映材料吸热或放热能力大小的物理量。比热容是反映材料吸热或放热能力大小的物理量。水的比热容最大为水的比热容最大为4.186 J/(gK)第三十九页，讲稿共五十四页哦1.3 材料的基本力学性质材料的基本力学性质一、材料的强度一、材料的强度 材料在外力作用下抵抗破坏的能力称为材料的强度
29、材料在外力作用下抵抗破坏的能力称为材料的强度，以材料受外力破坏时单位面积上所承受的外力表示。，以材料受外力破坏时单位面积上所承受的外力表示。材料在建筑物上所承受的外力主要有拉力、压力、剪力材料在建筑物上所承受的外力主要有拉力、压力、剪力和弯力，材料抵抗这些外力破坏的能力，分别称为和弯力，材料抵抗这些外力破坏的能力，分别称为抗拉抗拉、抗压、抗剪和抗弯强度、抗压、抗剪和抗弯强度。材料的这些强度是采用标准试件，通过试验来材料的这些强度是采用标准试件，通过试验来测定的。测定的。第四十页，讲稿共五十四页哦f材料的抗拉、抗压、抗剪强度材料的抗拉、抗压、抗剪强度，MPa；F最大破坏载荷最大破坏载荷，N；A受
30、力面积受力面积，mm2。1、抗拉、抗压、抗剪强度、抗拉、抗压、抗剪强度拉力拉力压力压力剪力剪力FfA强度公式：强度公式：PPPPPP第四十一页，讲稿共五十四页哦2、抗弯强度、抗弯强度PlP/2P/2l=3aaaa抗弯强度的测试有两种方法如图所示抗弯强度的测试有两种方法如图所示:bh 试验时将试件放在两个支点上，中间作用一集中试验时将试件放在两个支点上，中间作用一集中载荷载荷P，则抗弯强度公式为：，则抗弯强度公式为：232fFlfbh 试验时将两个相等的集中载荷试验时将两个相等的集中载荷P/2分别作用在试件两分别作用在试件两个支点间的三分点处，则抗弯强度公式为：个支点间的三分点处，则抗弯强度公式
31、为：2fFlfbh第四十二页，讲稿共五十四页哦3、影响材料强度的因素、影响材料强度的因素 材料强度的大小与材料的组成、结构、构造及测定强度值材料强度的大小与材料的组成、结构、构造及测定强度值的试验条件有关。的试验条件有关。对于同种材料来说，孔隙率对于同种材料来说，孔隙率，强度，强度；对多数材料；对多数材料来说，温度来说，温度，强度，强度，含水率，含水率强度强度。例如：钢材温度。例如：钢材温度升高时，强度会明显降低；砖、木材等含水率增加时，强度升高时，强度会明显降低；砖、木材等含水率增加时，强度会降低。会降低。试验条件的不同主要是指试件尺寸以及试验时的加荷速试验条件的不同主要是指试件尺寸以及试验
32、时的加荷速度。试验时应按照相关规范来进行操作。度。试验时应按照相关规范来进行操作。第四十三页，讲稿共五十四页哦4、比强度、比强度 材料的比强度是指材料的强度与其表观密度的材料的比强度是指材料的强度与其表观密度的比值，是衡量材料比值，是衡量材料轻质高强轻质高强性能的重要指标。优质的性能的重要指标。优质的结构材料应具有较高的比强度，才能尽量以较小的尺寸结构材料应具有较高的比强度，才能尽量以较小的尺寸满足强度要求，同时可以较大幅度的减小结构体的自重满足强度要求，同时可以较大幅度的减小结构体的自重。第四十四页，讲稿共五十四页哦二、材料的弹性与塑性二、材料的弹性与塑性（一）弹性（一）弹性 材料在外力作用
33、下产生变形，当外力除去后，变形能完材料在外力作用下产生变形，当外力除去后，变形能完全恢复的性质称为弹性全恢复的性质称为弹性。这种能够完全恢复的变形称为弹性。这种能够完全恢复的变形称为弹性变形。具有这种性质的材料称为弹性材料。这种材料的变形变形。具有这种性质的材料称为弹性材料。这种材料的变形服从虎克定律，应力与应变成正比。服从虎克定律，应力与应变成正比。弹性材料的变形曲线弹性材料的变形曲线0A第四十五页，讲稿共五十四页哦（二）塑性（二）塑性 材料在外力作用下产生变形，当外力除去后，仍保持材料在外力作用下产生变形，当外力除去后，仍保持变形后的形状，并不破坏的性质称为塑性。变形后的形状，并不破坏的性
34、质称为塑性。这种不可恢这种不可恢复的变形称为塑性变形。复的变形称为塑性变形。塑性材料的变形曲线塑性材料的变形曲线0AB第四十六页，讲稿共五十四页哦 实际上实际上纯的弹性材料和塑性材料是没有的纯的弹性材料和塑性材料是没有的。有的材。有的材料受力时先发生弹性变形，再发生塑性变形，如建筑钢材；料受力时先发生弹性变形，再发生塑性变形，如建筑钢材；有的材料在受力后弹性和塑性变形同时发生，这种材料称为有的材料在受力后弹性和塑性变形同时发生，这种材料称为弹塑性材料，如混凝土。弹塑性材料，如混凝土。第四十七页，讲稿共五十四页哦三、材料的脆性与韧性三、材料的脆性与韧性 材料在一定限度的外力作用下无明显的塑性变形
35、材料在一定限度的外力作用下无明显的塑性变形时就突然破坏的性质称为脆性时就突然破坏的性质称为脆性，具有这种性质的材料称，具有这种性质的材料称为脆性材料。脆性材料达到破坏荷载时的变形值很小，受为脆性材料。脆性材料达到破坏荷载时的变形值很小，受冲击和震动荷载的能力很差，宜做承压构件。如砖、石材冲击和震动荷载的能力很差，宜做承压构件。如砖、石材、混凝土等。、混凝土等。材料在冲击或震动荷载作用下能承受很大的变形也不材料在冲击或震动荷载作用下能承受很大的变形也不致破坏的性质称为韧性致破坏的性质称为韧性，具有这种性质的材料称为韧性，具有这种性质的材料称为韧性材料。如低碳钢、低合金钢等属于韧性材料。材料。如低
36、碳钢、低合金钢等属于韧性材料。第四十八页，讲稿共五十四页哦四、材料的硬度四、材料的硬度 硬度是材料抗穿刺能力的度量，反映材料的耐磨性硬度是材料抗穿刺能力的度量，反映材料的耐磨性和加工的难易程度。和加工的难易程度。压入法测量材料的压入法测量材料的布氏硬度布氏硬度。用压力除以压痕面积所得到的用压力除以压痕面积所得到的值为布氏硬度值，可按下式计算值为布氏硬度值，可按下式计算：222()FHBD DDdFD布氏压头布氏压头材料表面材料表面d第四十九页，讲稿共五十四页哦1.4 材料的耐久性材料的耐久性 材料的耐久性是指材料在所处环境条件下，抵抗材料的耐久性是指材料在所处环境条件下，抵抗所受破坏作用，在规
37、定的时间内，不变质、不损坏，所受破坏作用，在规定的时间内，不变质、不损坏，保持其原有性能的性质。保持其原有性能的性质。耐久性是衡量材料乃至结构在长期使用条件下耐久性是衡量材料乃至结构在长期使用条件下的安全性能。的安全性能。第五十页，讲稿共五十四页哦建筑物中材料所受的破坏作用归纳如下：建筑物中材料所受的破坏作用归纳如下：（1）物理作用物理作用 包括温度变化、干湿交换、冻融循环包括温度变化、干湿交换、冻融循环作用。作用。（2）化学作用化学作用 包括大气和环境水中的酸、碱、盐等溶包括大气和环境水中的酸、碱、盐等溶液的侵蚀和日光、紫外线等对材料的作用。液的侵蚀和日光、紫外线等对材料的作用。（3）机械作
38、用机械作用 包括荷载的持续作用，交变荷载对材料引包括荷载的持续作用，交变荷载对材料引起的疲劳、冲磨、气蚀作用。起的疲劳、冲磨、气蚀作用。（4）生物作用生物作用 主要指菌类、昆虫等危害，导致材料发生主要指菌类、昆虫等危害，导致材料发生腐朽、虫蛀等。腐朽、虫蛀等。第五十一页，讲稿共五十四页哦 材料的耐久性是一项综合性能，工程中材料常常是发材料的耐久性是一项综合性能，工程中材料常常是发生一种或几种破坏，所以必须针对材料所处的环境来讨论生一种或几种破坏，所以必须针对材料所处的环境来讨论才有实际意义。为提高材料的耐久性，延长建筑物的使用才有实际意义。为提高材料的耐久性，延长建筑物的使用寿命和减少维修费用
39、，可根据实际情况和材料的破坏特点寿命和减少维修费用，可根据实际情况和材料的破坏特点采取相应的措施。采取相应的措施。如：如：金属材料主要考虑化学作用而引起的锈蚀；金属材料主要考虑化学作用而引起的锈蚀；沥青和高分子材料主要是受热、空气、阳光作用氧沥青和高分子材料主要是受热、空气、阳光作用氧化而老化变脆；化而老化变脆；混凝土材料主要发生物理和机械破坏作用；混凝土材料主要发生物理和机械破坏作用；木材最易受生物作用而腐蚀、腐朽。木材最易受生物作用而腐蚀、腐朽。第五十二页，讲稿共五十四页哦课堂练习：课堂练习：5、已知甲材料在绝对密实状态下的体积为、已知甲材料在绝对密实状态下的体积为40cm3，在自然，在自
40、然状态下体积为状态下体积为160 cm3；乙材料的密实度为；乙材料的密实度为80，求甲、，求甲、乙两材料的孔隙率，并判断哪种材料较宜做保温材料？乙两材料的孔隙率，并判断哪种材料较宜做保温材料？解：（解：（1）甲材料的孔隙率）甲材料的孔隙率P甲甲（V0-V）/V0100（16040）/16010075（2）乙材料的孔隙率）乙材料的孔隙率P乙乙1D18020（3）P甲甲P乙乙 故甲材料宜做保温材料故甲材料宜做保温材料第五十三页，讲稿共五十四页哦6、一边长为、一边长为200mm的立方体试块，进行抗压强度试的立方体试块，进行抗压强度试验时，破坏荷载为验时，破坏荷载为1600KN，试求该试块抗压强度为，试求该试块抗压强度为多少？多少？解：解：fF/A1600103/(200200)=40.0 MPa7、一水泥胶砂抗弯试件，尺寸为、一水泥胶砂抗弯试件，尺寸为4040160mm，F3.84KN，L100mm，求抗弯（抗折）强度。，求抗弯（抗折）强度。解：解：f3FL/2bh233840100/(240402)9.0 MPa第五十四页，讲稿共五十四页哦