材料基本屬性

1、學(xué)習(xí)材料性質(zhì)的原因?qū)W習(xí)材料性質(zhì)的原因n建筑材料在使用過程中，承受著各種不同的荷載作用建筑材料在使用過程中，承受著各種不同的荷載作用，材料材料也體現(xiàn)出不同的性質(zhì)。也體現(xiàn)出不同的性質(zhì)。例如例如 1：受力結(jié)構(gòu)的材料必需具有良好的力學(xué)性能；：受力結(jié)構(gòu)的材料必需具有良好的力學(xué)性能； 2、防水材料必須具有抗?jié)B防水能力；、防水材料必須具有抗?jié)B防水能力； 3、墻體材料必須具有隔熱保溫、吸聲隔音性能；、墻體材料必須具有隔熱保溫、吸聲隔音性能； 4、北方水工建筑物，許多材料必須具有良好的抗凍性；、北方水工建筑物，許多材料必須具有良好的抗凍性； 5、材料除了受到各種荷載的作用，還受到周圍環(huán)境各種、材料除了受到各種荷

2、載的作用，還受到周圍環(huán)境各種因素的影響破壞，如有害氣體、酸、堿，昆蟲等，因此必須因素的影響破壞，如有害氣體、酸、堿，昆蟲等，因此必須具有良好的耐久性。具有良好的耐久性。 因此，學(xué)習(xí)材料的性質(zhì)對我們了解材料的性能，正確選擇因此，學(xué)習(xí)材料的性質(zhì)對我們了解材料的性能，正確選擇和使用和使用材料有著很好的理論基礎(chǔ)材料有著很好的理論基礎(chǔ)。1.材料的組成、結(jié)構(gòu)材料的組成、結(jié)構(gòu)與材料性質(zhì)的關(guān)系與材料性質(zhì)的關(guān)系。2.物理性質(zhì)：密度、表觀密度、堆積密度；孔隙率和空隙率物理性質(zhì)：密度、表觀密度、堆積密度；孔隙率和空隙率3.力學(xué)性質(zhì)：材料的強(qiáng)度、強(qiáng)度等級、比強(qiáng)度、彈性與塑性力學(xué)性質(zhì)：材料的強(qiáng)度、強(qiáng)度等級、比強(qiáng)度、彈性

3、與塑性、脆性與韌性脆性與韌性；4.材料與水有關(guān)的性質(zhì)：吸水性和吸濕性；耐水性；抗?jié)B性材料與水有關(guān)的性質(zhì)：吸水性和吸濕性；耐水性；抗?jié)B性和抗凍性；和抗凍性；5.材料與熱有關(guān)的性質(zhì)材料與熱有關(guān)的性質(zhì)：比熱比熱容、導(dǎo)熱性、耐燃性、耐火性；容、導(dǎo)熱性、耐燃性、耐火性；6.材料的耐久性能；材料的耐久性能；v教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：1. 材料的物理材料的物理性質(zhì)性質(zhì)2. 材料材料的的力學(xué)性質(zhì)力學(xué)性質(zhì) 第二章第二章 建筑材料的基本性質(zhì)建筑材料的基本性質(zhì)v教學(xué)目的與要求：教學(xué)目的與要求：2.1 材料組成、結(jié)構(gòu)對性質(zhì)的影響材料組成、結(jié)構(gòu)對性質(zhì)的影響2.1.1 材料的組成材料的組成材料的組成包括材料的組成

4、包括化學(xué)組成、礦物組成化學(xué)組成、礦物組成；1、化學(xué)組成：、化學(xué)組成： （1） 定義：化學(xué)組成是指構(gòu)成材料的化學(xué)成分。定義：化學(xué)組成是指構(gòu)成材料的化學(xué)成分。 （2）表示方法：）表示方法： 金屬材料金屬材料-以化學(xué)元素含量百分?jǐn)?shù)表示以化學(xué)元素含量百分?jǐn)?shù)表示 無機(jī)非金屬材料無機(jī)非金屬材料-以元素的氧化物含量表示以元素的氧化物含量表示 2、 礦物組成礦物組成（1）定義：組成材料的礦物種類和數(shù)量。）定義：組成材料的礦物種類和數(shù)量。（2）性質(zhì)：相同的化學(xué)成分組成的材料，不同）性質(zhì)：相同的化學(xué)成分組成的材料，不同礦物的礦物成分，材料的性質(zhì)也是不同的。礦物的礦物成分，材料的性質(zhì)也是不同的。2.1 材料組成、結(jié)

5、構(gòu)對性質(zhì)的影響材料組成、結(jié)構(gòu)對性質(zhì)的影響2.1.2 材料的結(jié)構(gòu)材料的結(jié)構(gòu)1、 宏觀結(jié)構(gòu)宏觀結(jié)構(gòu)（1）定義：用肉眼能看到的結(jié)構(gòu)。）定義：用肉眼能看到的結(jié)構(gòu)。（2）分類及特征：）分類及特征： 致密結(jié)構(gòu)致密結(jié)構(gòu) 多孔結(jié)構(gòu)多孔結(jié)構(gòu) 纖維結(jié)構(gòu)纖維結(jié)構(gòu) 層狀結(jié)構(gòu)層狀結(jié)構(gòu) 散粒結(jié)構(gòu)散粒結(jié)構(gòu)2 2、 顯微結(jié)構(gòu)顯微結(jié)構(gòu)定義：是指用光學(xué)顯微鏡能分辨出的結(jié)構(gòu)范圍。定義：是指用光學(xué)顯微鏡能分辨出的結(jié)構(gòu)范圍。3 3、 亞微觀結(jié)構(gòu)亞微觀結(jié)構(gòu)定義：是指用普通電子顯微鏡可以觀察到的材料內(nèi)部結(jié)定義：是指用普通電子顯微鏡可以觀察到的材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)。構(gòu)。 4、 微觀結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)（1）定義：是指用高分辨電子顯微鏡、掃描電子）定義：是指

6、用高分辨電子顯微鏡、掃描電子顯微鏡、顯微鏡、X射線衍射儀觀察原子、分子的排列和結(jié)射線衍射儀觀察原子、分子的排列和結(jié)合方式。一般可分辨范圍可達(dá)合方式。一般可分辨范圍可達(dá)“埃埃”。（2）分類：）分類： a） 晶體晶體是由離子、原子或分子等質(zhì)點(diǎn)在空間按一定方式是由離子、原子或分子等質(zhì)點(diǎn)在空間按一定方式重復(fù)排列而成的固體，有特定的外形、各向異性、重復(fù)排列而成的固體，有特定的外形、各向異性、固定的熔點(diǎn)等。固定的熔點(diǎn)等。a） 原子晶體原子晶體是由中性原子以共價(jià)鍵構(gòu)成的晶體。是由中性原子以共價(jià)鍵構(gòu)成的晶體。b）離子晶體）離子晶體由正、負(fù)離子以離子鍵構(gòu)成的晶體由正、負(fù)離子以離子鍵構(gòu)成的晶體c）金屬晶體）金屬晶

7、體由金屬陽離子組成晶格，自由電子運(yùn)動(dòng)其間，陽由金屬陽離子組成晶格，自由電子運(yùn)動(dòng)其間，陽離子和自由電子形成的庫倫引力的晶體。離子和自由電子形成的庫倫引力的晶體。d）分子晶體）分子晶體以分子鍵（范德華力）構(gòu)成的晶體。以分子鍵（范德華力）構(gòu)成的晶體。b）玻璃體）玻璃體 凝固時(shí)沒有結(jié)晶放熱過程，在內(nèi)部蓄積著大量凝固時(shí)沒有結(jié)晶放熱過程，在內(nèi)部蓄積著大量內(nèi)能，是一種不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。內(nèi)能，是一種不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)?；瘜W(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，但具有較高的化學(xué)活性，易與化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，但具有較高的化學(xué)活性，易與其他物質(zhì)反應(yīng)；其他物質(zhì)反應(yīng)；無固定的熔點(diǎn)和幾何外形；無固定的熔點(diǎn)和幾何外形；導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性差。導(dǎo)熱性和導(dǎo)電性差。思考：玻璃體

8、和晶體的區(qū)別？思考：玻璃體和晶體的區(qū)別？c）膠體）膠體 粒徑為粒徑為10-6-10-4mm的顆粒在介質(zhì)中形成的分的顆粒在介質(zhì)中形成的分散體系。散體系。 質(zhì)點(diǎn)微小，表面積很大，因而表面能很大，有質(zhì)點(diǎn)微小，表面積很大，因而表面能很大，有很強(qiáng)吸附能力，粘結(jié)力。很強(qiáng)吸附能力，粘結(jié)力。2.2 材料的物理性質(zhì)材料的物理性質(zhì)1、密度、密度:（1）定義：指的是材料在）定義：指的是材料在絕對密實(shí)狀態(tài)絕對密實(shí)狀態(tài)下，單下，單位體積的位體積的干質(zhì)量干質(zhì)量。2.2.1 密度、表觀密度和堆積密度密度、表觀密度和堆積密度vm關(guān)于密度計(jì)算中的體積問題關(guān)于密度計(jì)算中的體積問題注意：注意：材料在致密狀態(tài)下的體積指的是不包含材材

9、料在致密狀態(tài)下的體積指的是不包含材料內(nèi)部孔隙的密實(shí)體積料內(nèi)部孔隙的密實(shí)體積1、對于致密材料（如鋼材、玻璃等）而言，內(nèi)、對于致密材料（如鋼材、玻璃等）而言，內(nèi)部是不含孔隙的，故體積很容易測定；部是不含孔隙的，故體積很容易測定；2、但是對于絕大多數(shù)材料而言，在自然狀態(tài)下、但是對于絕大多數(shù)材料而言，在自然狀態(tài)下材料是含有一些孔隙的。材料是含有一些孔隙的。n有孔隙材料的體積測定方法：有孔隙材料的體積測定方法： 把材料磨成細(xì)粉，干燥后排液法測出細(xì)粉的實(shí)體積，把材料磨成細(xì)粉，干燥后排液法測出細(xì)粉的實(shí)體積，作為材料絕對密實(shí)的體積。作為材料絕對密實(shí)的體積。材料研磨的越細(xì)，測定的體積就越小，密度值就越高。材料研

10、磨的越細(xì)，測定的體積就越小，密度值就越高。關(guān)于密度計(jì)算中的體積問題關(guān)于密度計(jì)算中的體積問題*測量材料密度的方法與步驟測量材料密度的方法與步驟（1）定義：指的是材料在自然狀態(tài)下，單位體）定義：指的是材料在自然狀態(tài)下，單位體積的干質(zhì)量。積的干質(zhì)量。00vm 表觀密度（表觀密度（kg/m3)0m材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（kg）；）；V0材料在自然狀態(tài)下的體積（材料在自然狀態(tài)下的體積（m3);*自然狀態(tài)下的體積自然狀態(tài)下的體積Vo= 密實(shí)狀態(tài)下的體積密實(shí)狀態(tài)下的體積V +孔隙孔隙體積體積V孔孔思考題：如何測定材料的表觀密度？思考題：如何測定材料的表觀密度？取材料樣品取材料樣品烘烘

11、 干干烘箱烘箱1050C1100C冷卻到室溫冷卻到室溫干燥器干燥器稱量質(zhì)量稱量質(zhì)量 m天平天平1、測定材料的干質(zhì)量、測定材料的干質(zhì)量m:分兩種情況：分兩種情況：（1 1）對于形狀規(guī)則的材料，如磚、石塊等：）對于形狀規(guī)則的材料，如磚、石塊等：用用游標(biāo)卡尺游標(biāo)卡尺可定材料的自然體積；可定材料的自然體積；a)a)對于六面體，測定長、寬、高；對于六面體，測定長、寬、高；b)b)對于圓柱體，測定其直徑和高；對于圓柱體，測定其直徑和高；（2 2）對于形狀不規(guī)則的材料，如卵石、碎石等，）對于形狀不規(guī)則的材料，如卵石、碎石等，采用排液法確定其自然體積；采用排液法確定其自然體積；（1）定義：指的是顆粒狀或粉狀材

12、料在堆積狀）定義：指的是顆粒狀或粉狀材料在堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量態(tài)下，單位體積的質(zhì)量 * 計(jì)算公式為：計(jì)算公式為：00Vm 堆積密度（堆積密度（kg/m3) m材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（kg）；）； 材料在堆積狀態(tài)下的體積（材料在堆積狀態(tài)下的體積（m3);00V？（1）首先采用前述方法測定其干質(zhì)量）首先采用前述方法測定其干質(zhì)量m;（2）然后采用容量升來測定砂子、石子的）然后采用容量升來測定砂子、石子的堆積體積，方法如下：堆積體積，方法如下： a）砂子采用）砂子采用1L、5L的容量升來測堆積的容量升來測堆積體積；體積； b）石子采用）石子采用10L、20L、30L的容量

13、的容量升來測定其堆積體積；升來測定其堆積體積；（3）利用公式計(jì)算堆積密度：）利用公式計(jì)算堆積密度：00Vm2.2.2 材料的密實(shí)度和孔隙率材料的密實(shí)度和孔隙率1、材料的密實(shí)度：、材料的密實(shí)度：（1）定義：是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程）定義：是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度，也就是固體體積占總體積的比例。度，也就是固體體積占總體積的比例。（2）表示方法：用）表示方法：用D來表示。來表示。%1000VVD%100VVD0 或%100)m()m(0 %1000 2、 孔隙率孔隙率 （1）定義：是指材料體積內(nèi)，孔隙體積占總體）定義：是指材料體積內(nèi)，孔隙體積占總體積的百分率。積的百分率。（2）表示

14、方法：用）表示方法：用P表示。表示。 孔隙可分為閉口孔和開口孔。孔隙可分為閉口孔和開口孔。 P=（V0-V）/V0*100%=（1-V/V0）*100%100)1(0 1 DP 材料內(nèi)部孔隙示意材料內(nèi)部孔隙示意 v密實(shí)度和孔隙率反映了材料的致密程度。密實(shí)度和孔隙率反映了材料的致密程度。一般來說，同一種材料，孔隙率越小，且連接孔一般來說，同一種材料，孔隙率越小，且連接孔隙越少隙越少,則：則：其強(qiáng)度越高；其強(qiáng)度越高；吸水越少；吸水越少；抗?jié)B性和抗凍性越好；抗?jié)B性和抗凍性越好；但是保溫性差；導(dǎo)熱性越好但是保溫性差；導(dǎo)熱性越好 1.填充率填充率（1）定義：填充率是指散粒材料在某容器的堆積）定義：填充率

15、是指散粒材料在某容器的堆積體積內(nèi)，被其顆粒填充的程度體積內(nèi)，被其顆粒填充的程度（2）表示方法：用）表示方法：用D表示：表示：%10000vvD%10000v填充率的大小反映了散粒填充率的大小反映了散粒 材料的顆粒之間相互材料的顆粒之間相互填充的致密程度；填充的致密程度；2.2.3 材料的填充率與空隙率材料的填充率與空隙率 2.空隙率空隙率（1）定義：空隙率是指散粒材料在堆積體積中，）定義：空隙率是指散粒材料在堆積體積中，顆粒之間的空隙體積占堆積體積的百分率。顆粒之間的空隙體積占堆積體積的百分率。（2）表示方法：用）表示方法：用P表示：表示：%100000 vvvp%100100 v空隙率的大小

16、反映了散?？障堵实拇笮》从沉松⒘?材料的顆粒之間相互材料的顆粒之間相互填充的致密程度；填充的致密程度；2.2.3 材料的填充率與空隙率材料的填充率與空隙率n有一個(gè)有一個(gè)1.5升的容器，平裝滿碎石后，碎升的容器，平裝滿碎石后，碎石重石重2.55kg。為測其碎石的表觀密度，。為測其碎石的表觀密度，將所有碎石倒入一個(gè)將所有碎石倒入一個(gè)7.78升的量器中，向升的量器中，向量器中加滿水后稱重為量器中加滿水后稱重為9.36kg，試求碎，試求碎石的表觀密度。若在碎石的空隙中又填以石的表觀密度。若在碎石的空隙中又填以砂子，問可填多少升砂子？砂子，問可填多少升砂子？思考題：？思考題：2.32.3材料與水有關(guān)的性

17、質(zhì)材料與水有關(guān)的性質(zhì)1、材料的親水性和憎水性、材料的親水性和憎水性（1）親（憎）水性：）親（憎）水性： 材料在空氣中與水接觸時(shí)，能被材料在空氣中與水接觸時(shí)，能被水濕潤的，稱為親水性，否則為憎水性；水濕潤的，稱為親水性，否則為憎水性；（2）親（憎）水性）親（憎）水性表示表示方法：潤濕角方法：潤濕角 具有親水性的材料稱為親水性材料，具有親水性的材料稱為親水性材料，如木材、磚、混如木材、磚、混凝土、石等凝土、石等；反之為憎水性材料，；反之為憎水性材料，如瀝青，石蠟、塑如瀝青，石蠟、塑料等；料等；？思考：防水防潮材料應(yīng)優(yōu)先選用哪種材料？思考：防水防潮材料應(yīng)優(yōu)先選用哪種材料？2 2、材料的吸水性、材料的

18、吸水性定義：是指材料在水中吸收水分的性質(zhì)定義：是指材料在水中吸收水分的性質(zhì)。表示方法：用質(zhì)量吸水率或體積吸水率表示。表示方法：用質(zhì)量吸水率或體積吸水率表示。%100smggmmmW質(zhì)量吸水率：););%smgmgmWg量（材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)的質(zhì)量（材料在吸水飽和狀態(tài)下）材料的質(zhì)量吸水率（其中，2）體積吸水率：）體積吸水率：%100)(0VmmWWgsv 330/0 . 1);%cmgcmVWWv水的密度，常溫下取的體積（干燥材料在自然狀態(tài)下）材料的體積吸水率（其中， 材料的吸水性，與材料的孔隙率大小及孔隙構(gòu)造特征有關(guān)。n 密實(shí)材料及只具有封閉孔隙的材料不吸水。n 具有粗大貫通孔隙的材料水分不

19、易保留，吸水率要小于孔隙率。n 孔隙數(shù)量多且具有細(xì)小貫通孔的材料吸水能力比較強(qiáng)。 一般無特別說明，材料的吸水率指的是其質(zhì)量吸水一般無特別說明，材料的吸水率指的是其質(zhì)量吸水率。率。3 3、材料的吸濕性、材料的吸濕性定義：是指材料吸收空氣中水分的性質(zhì)。定義：是指材料吸收空氣中水分的性質(zhì)。表示方法：用含水率表示。表示方法：用含水率表示。 %100hgghmmmW););%hgmgmWgh量（材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（材料在含水狀態(tài)下的質(zhì)）材料的含水率（其中，含水率在工程中的應(yīng)用含水率在工程中的應(yīng)用n例如例如:拌制砼所用材料質(zhì)量是指干質(zhì)量。但現(xiàn)場拌制砼所用材料質(zhì)量是指干質(zhì)量。但現(xiàn)場的砂石都不同程度有水存

20、在。因此在稱量上應(yīng)該的砂石都不同程度有水存在。因此在稱量上應(yīng)該考慮到砂石的含水情況?？紤]到砂石的含水情況。 己知每拌制己知每拌制1m1m3 3混凝土需要干砂混凝土需要干砂606Kg606Kg ，測得施測得施工現(xiàn)場的含水率砂為工現(xiàn)場的含水率砂為7%7% ，則現(xiàn)場需要稱取多少，則現(xiàn)場需要稱取多少濕砂濕砂? 平衡含水率：平衡含水率：當(dāng)材料中所含水分與空氣濕度當(dāng)材料中所含水分與空氣濕度達(dá)到相對平衡時(shí)的含水率達(dá)到相對平衡時(shí)的含水率干干燥燥的的材材料料吸收空氣中吸收空氣中的水分的水分潮潮濕濕的的材材料料平衡含水率平衡含水率釋放水分釋放水分思考：材料的吸水率和含水率有什么關(guān)系？思考：材料的吸水率和含水率有什

21、么關(guān)系？干飽軟壓強(qiáng)度材料在干燥狀態(tài)下的抗的抗壓強(qiáng)度材料在吸水飽和狀態(tài)下ffk4 耐水性耐水性（1）定義：是指材料長期在水的作用下，其強(qiáng)度也沒有）定義：是指材料長期在水的作用下，其強(qiáng)度也沒有顯著下降的性質(zhì)；顯著下降的性質(zhì)；（2）表示方法：一般用軟化系數(shù)）表示方法：一般用軟化系數(shù)K表示：表示： 軟化系數(shù)的大小反映材料浸水后強(qiáng)度降低的程度。5、抗?jié)B性、抗?jié)B性定義定義：材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。表示方法：表示方法： 1、 土一般采用滲透系數(shù)土一般采用滲透系數(shù)K K越大，說明抗?jié)B性越差。越大，說明抗?jié)B性越差。2、 砼和砂漿一般采用抗?jié)B等級砼和砂漿一般采用抗?jié)B等級Pn 等級越高，說

22、明抗?jié)B性越好。等級越高，說明抗?jié)B性越好。 用用P4、P6、P8、P10等表示。等表示。Q dK=A t H6、抗凍性、抗凍性（1 1）定義：指材料在含水飽和狀態(tài)下能經(jīng)受多次凍融循）定義：指材料在含水飽和狀態(tài)下能經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不破壞環(huán)而不破壞, ,強(qiáng)度也不顯著下降的性質(zhì)。強(qiáng)度也不顯著下降的性質(zhì)。（2 2）表示方法：抗凍等級）表示方法：抗凍等級F F表示。表示。 如如F10F10，表示在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下，材料強(qiáng)度下降不大，表示在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下，材料強(qiáng)度下降不大于于2525，質(zhì)量損失不大于，質(zhì)量損失不大于5 5，所能經(jīng)受的凍融循環(huán)次，所能經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)最多為數(shù)最多為1010次。次。（3 3）原

23、因：結(jié)冰體積膨脹）原因：結(jié)冰體積膨脹 第四節(jié)第四節(jié) 材料的熱工性能材料的熱工性能（一）導(dǎo)熱性（一）導(dǎo)熱性 當(dāng)材料兩面存在溫度差時(shí)，熱量從材料的一當(dāng)材料兩面存在溫度差時(shí)，熱量從材料的一側(cè)傳導(dǎo)至另一側(cè)的性質(zhì)。用導(dǎo)熱系數(shù)側(cè)傳導(dǎo)至另一側(cè)的性質(zhì)。用導(dǎo)熱系數(shù) 表示。表示。)(12TTAtQD物理意義：表示單位厚度的材料，當(dāng)兩側(cè)溫差為物理意義：表示單位厚度的材料，當(dāng)兩側(cè)溫差為1K1K時(shí)，在時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的熱量。單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的熱量。材料的導(dǎo)熱系數(shù)越小，其熱傳導(dǎo)能力越差，絕熱材料的導(dǎo)熱系數(shù)越小，其熱傳導(dǎo)能力越差，絕熱性能越好，材料的保溫隔熱性能越好。性能越好，材料的保溫隔熱性能越好。主要

24、影響因素：主要影響因素： 1 1、材料的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)、材料的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu) 2 2、材料表觀密度、材料表觀密度 3 3、環(huán)境的溫濕度、環(huán)境的溫濕度（二）熱容量和比熱容（二）熱容量和比熱容 材料加熱時(shí)吸收熱量、冷卻時(shí)放出熱量的性材料加熱時(shí)吸收熱量、冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)，稱為熱容量。質(zhì)，稱為熱容量。 用比熱容表示。用比熱容表示。 )(12TTmQC 意義：意義： 材料材料比熱容比熱容對保持室內(nèi)溫度穩(wěn)定作用很對保持室內(nèi)溫度穩(wěn)定作用很大，大，比熱容比熱容大的材料能在熱流變化、采暖大的材料能在熱流變化、采暖、空調(diào)不均衡時(shí)，緩和室內(nèi)溫度的波動(dòng)；、空調(diào)不均衡時(shí)，緩和室內(nèi)溫度的波動(dòng)；屋面材料也宜選用屋面材料

25、也宜選用比熱容比熱容大的材料。大的材料。（三）耐火性和耐燃性n 耐燃性：材料在火焰和高溫作用下能否燃燒的性質(zhì)。 非燃燒材料、難燃燒材料、可燃燒材料n 耐火性：材料在火焰和高溫作用下，保持其不被破壞、性能不明顯下降的性質(zhì)。 思考題：（1）有不少住宅的木地板使用一段時(shí)間后出現(xiàn)接縫不嚴(yán)，也有一些地板出現(xiàn)起拱的現(xiàn)象。請分析原因。（2）提高混凝土的抗?jié)B性能之一的措施是在混凝土攪拌過程中加入引氣劑，為什么？第五節(jié)第五節(jié) 材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能一、一、 材料強(qiáng)度材料強(qiáng)度 （一）材料的強(qiáng)度（一）材料的強(qiáng)度1 1、定義：材料在外力、定義：材料在外力( (荷載荷載) )作用下抵抗破壞的能作用下抵抗破壞的能力

26、。力。2 2、原理：當(dāng)材料承受外力作用時(shí)，內(nèi)部就產(chǎn)生應(yīng)、原理：當(dāng)材料承受外力作用時(shí)，內(nèi)部就產(chǎn)生應(yīng)力。隨著外力逐漸增加，應(yīng)力也相應(yīng)增大。當(dāng)應(yīng)力。隨著外力逐漸增加，應(yīng)力也相應(yīng)增大。當(dāng)應(yīng)力超過材料內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)所能抵抗的極限時(shí)，材料就力超過材料內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)所能抵抗的極限時(shí)，材料就會(huì)發(fā)生破壞，此時(shí)的極限應(yīng)力值就是材料的強(qiáng)度，會(huì)發(fā)生破壞，此時(shí)的極限應(yīng)力值就是材料的強(qiáng)度，也稱為極限強(qiáng)度。也稱為極限強(qiáng)度。3 3、分類、分類 根據(jù)外力作用的方式不同，材料強(qiáng)度可分為：根據(jù)外力作用的方式不同，材料強(qiáng)度可分為： P P P P P P材料的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度的計(jì)算式為：材料的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度的計(jì)算式為： 式中：f材料的

27、抗壓、抗拉、抗剪強(qiáng)度，MPa P材料承受的最大荷載， A材料的受力面積，mm2APf影響材料強(qiáng)度值的因素：n 材料的組成、結(jié)構(gòu)材料的組成、結(jié)構(gòu) 巖石、混凝土等具有很高的抗壓強(qiáng)度，因此多用于建筑物的基礎(chǔ)和墻體等受壓部位；木材的抗拉強(qiáng)度高于其抗壓強(qiáng)度，多用于承受拉力的部位；鋼材同時(shí)具有較高的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，適用于各種受力構(gòu)件。n 試驗(yàn)條件試驗(yàn)條件 試件的尺寸越大，測得的強(qiáng)度值越??；試件表面凹凸不平，產(chǎn)生應(yīng)力集中，測得的強(qiáng)度值偏低；材料含有水分時(shí)，測得的強(qiáng)度值比干燥時(shí)偏低；一般試驗(yàn)時(shí)的加速荷載越快，測得的強(qiáng)度值越大；溫度升高時(shí)，一般材料的強(qiáng)度都會(huì)有所降低，瀝青混凝土尤為明顯。n強(qiáng)度等級的定義：強(qiáng)

28、度等級的定義：大多數(shù)建筑材料根據(jù)其大多數(shù)建筑材料根據(jù)其極限強(qiáng)度極限強(qiáng)度的大小，把材料劃分為若的大小，把材料劃分為若干不同的等級，稱為材料的強(qiáng)度等級；干不同的等級，稱為材料的強(qiáng)度等級；n材料強(qiáng)度等級劃分的標(biāo)準(zhǔn)：材料強(qiáng)度等級劃分的標(biāo)準(zhǔn)：a)a)脆性材料脆性材料主要根據(jù)其主要根據(jù)其抗壓強(qiáng)度抗壓強(qiáng)度來劃分強(qiáng)度等級來劃分強(qiáng)度等級如：混凝土的強(qiáng)度等級劃分為如：混凝土的強(qiáng)度等級劃分為1414級：級：C15C15、C20C20等等; ;b)b)塑性材料塑性材料主要根據(jù)其主要根據(jù)其抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度來劃分強(qiáng)度等級來劃分強(qiáng)度等級如：鋼材分為如：鋼材分為Q195,215,235,255,275Q195,215,235

29、,255,275等。等。n比強(qiáng)度：是指材料的強(qiáng)度與其表觀密度的比值；比強(qiáng)度：是指材料的強(qiáng)度與其表觀密度的比值；n比強(qiáng)度的意義：比強(qiáng)度的意義：（1 1）衡量材料輕質(zhì)高強(qiáng)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)；）衡量材料輕質(zhì)高強(qiáng)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)；（2 2）選用比強(qiáng)度高的材料或者提高材料的比強(qiáng)度，對大）選用比強(qiáng)度高的材料或者提高材料的比強(qiáng)度，對大跨度、超高度建筑十分有利，也是我們材料今后的一個(gè)跨度、超高度建筑十分有利，也是我們材料今后的一個(gè)重要的發(fā)展方向。重要的發(fā)展方向。二、二、 彈性和塑性彈性和塑性|彈性：彈性：材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后能夠材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后能夠完全恢復(fù)原來形狀的性

30、質(zhì)稱為彈性。這種完全恢復(fù)的變完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)稱為彈性。這種完全恢復(fù)的變形稱為形稱為彈性變形彈性變形（或或瞬時(shí)變形瞬時(shí)變形）。）。 彈性變形屬于可逆的變形，用彈性變形屬于可逆的變形，用彈性模量彈性模量E E表示。表示。E E是衡量材料抵抗變形能力的一個(gè)指標(biāo)，是衡量材料抵抗變形能力的一個(gè)指標(biāo)，E E越大，材料越不容易變形越大，材料越不容易變形E|塑性：塑性：材料在外力作用下產(chǎn)生變形，如果外力取消后，仍能材料在外力作用下產(chǎn)生變形，如果外力取消后，仍能保持變形后的形狀和尺寸，并且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)稱為塑性保持變形后的形狀和尺寸，并且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)稱為塑性。不能恢復(fù)的這部分變形稱為。不能恢復(fù)的這部

31、分變形稱為塑性變形塑性變形（或（或永久變形永久變形）。）。| 有些材料在受力時(shí)，當(dāng)所受外力小于彈性極限時(shí)，僅產(chǎn)生有些材料在受力時(shí)，當(dāng)所受外力小于彈性極限時(shí)，僅產(chǎn)生彈性變形，外力大于彈性極限后，就會(huì)開始產(chǎn)生塑性變形，彈性變形，外力大于彈性極限后，就會(huì)開始產(chǎn)生塑性變形，當(dāng)外力取消后，彈性變形會(huì)恢復(fù)，塑性變形不能恢復(fù)，通常當(dāng)外力取消后，彈性變形會(huì)恢復(fù)，塑性變形不能恢復(fù)，通常將這種材料稱為彈塑性材料。將這種材料稱為彈塑性材料。三、三、 脆性和韌性脆性和韌性n 材料受力達(dá)到一定程度時(shí)，突然發(fā)生破壞，并無明顯材料受力達(dá)到一定程度時(shí)，突然發(fā)生破壞，并無明顯的變形，材料的這種性質(zhì)稱為的變形，材料的這種性質(zhì)稱為

32、脆性脆性。大部分無機(jī)非金。大部分無機(jī)非金屬材料均屬脆性材料，如天然石材，燒結(jié)普通磚、陶屬材料均屬脆性材料，如天然石材，燒結(jié)普通磚、陶瓷、玻璃、普通混凝土、砂漿等。脆性材料的另一特瓷、玻璃、普通混凝土、砂漿等。脆性材料的另一特點(diǎn)是抗壓強(qiáng)度高而抗拉、抗折強(qiáng)度低。在工程中使用點(diǎn)是抗壓強(qiáng)度高而抗拉、抗折強(qiáng)度低。在工程中使用時(shí)，應(yīng)注意發(fā)揮這類材料的特性。時(shí)，應(yīng)注意發(fā)揮這類材料的特性。n在沖擊、振動(dòng)荷載作用下，材料能夠吸收較大的能量，在沖擊、振動(dòng)荷載作用下，材料能夠吸收較大的能量，同時(shí)也能產(chǎn)生一定的變形而不致破壞的性質(zhì)稱為同時(shí)也能產(chǎn)生一定的變形而不致破壞的性質(zhì)稱為韌性韌性或沖擊韌性。如木材、鋼筋混凝土等都

33、屬于韌性材料?；驔_擊韌性。如木材、鋼筋混凝土等都屬于韌性材料。 問題：脆性材料和塑性材料的主要區(qū)別是什么？問題：脆性材料和塑性材料的主要區(qū)別是什么？ 四、材料的硬度和耐磨性四、材料的硬度和耐磨性n 硬度：材料表面能抵抗其他較硬物體壓入或刻劃的能力。n 測定的方法：回彈法、刻劃法，壓入法等回彈法：回彈法：測定混凝土、磚、砂漿等的表面硬度刻劃法：刻劃法：測定天然礦物的硬度壓入法：壓入法：用硬物壓入材料表面，通過壓痕的面積和 深度來測定材料的硬度n 耐磨性：耐磨性：材料受外界物質(zhì)的摩擦作用導(dǎo)致質(zhì)量和體積減小的現(xiàn)象稱為磨損。材料抵抗表面磨損的能力就稱為耐磨性。n 建筑中用于地面、踏步、臺(tái)階、路面等處的

34、材料，應(yīng)考慮到材料的硬度和耐磨性。 五：材料的耐久性五：材料的耐久性n耐久性：耐久性： 是指材料在使用條件下，受各種內(nèi)在或外來是指材料在使用條件下，受各種內(nèi)在或外來自然因素及有害介質(zhì)的作用，能長久地保持自然因素及有害介質(zhì)的作用，能長久地保持其使用性能的性質(zhì)。其使用性能的性質(zhì)。 材料的耐久性是材料抵抗內(nèi)在或外界多種作用的一個(gè)綜合指標(biāo)，包括抗凍性、抗?jié)B性、抗風(fēng)化性、抗腐蝕性、耐水性、耐酸性、耐堿性、耐熱性等。|化學(xué)作用化學(xué)作用包括大氣、環(huán)境水以及使用包括大氣、環(huán)境水以及使用條件下酸、堿、鹽等液體或有害氣體對條件下酸、堿、鹽等液體或有害氣體對材料的侵蝕作用。材料的侵蝕作用。|物理作用物理作用包括使用

35、荷載的持續(xù)作用，包括使用荷載的持續(xù)作用，交變荷載引起材料疲勞，沖擊、磨損、交變荷載引起材料疲勞，沖擊、磨損、磨耗等。磨耗等。|生物作用生物作用包括菌類、昆蟲等的作用而包括菌類、昆蟲等的作用而使材料腐朽、蛀蝕而破壞。使材料腐朽、蛀蝕而破壞。 磚、石料、混凝土等磚、石料、混凝土等礦物材料礦物材料，多是，多是由于物理作用而破壞，也可能同時(shí)會(huì)受到由于物理作用而破壞，也可能同時(shí)會(huì)受到化學(xué)作用的破壞?；瘜W(xué)作用的破壞。金屬材料金屬材料主要是由于化主要是由于化學(xué)作用引起的腐蝕。木材等學(xué)作用引起的腐蝕。木材等有機(jī)質(zhì)材料有機(jī)質(zhì)材料常常因生物作用而破壞。因生物作用而破壞。瀝青材料、高分子材瀝青材料、高分子材料料在陽光、空氣和熱的作用下，會(huì)逐漸老在陽光、空氣和熱的作用下，會(huì)逐漸老化而使材料變脆或開裂化而使材