模塊二 建筑材料基本性質(zhì)

1、石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院建筑材料石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院第一節(jié)第一節(jié) 材料的物理性質(zhì)材料的物理性質(zhì) 第二節(jié)第二節(jié) 材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì) 第三節(jié)第三節(jié) 耐久性耐久性主要內(nèi)容主要內(nèi)容石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院第一節(jié)第一節(jié) 材料的物理性質(zhì)材料的物理性質(zhì) 一、與材料積體相關(guān)概念一、與材料積體相關(guān)概念 二、材料的密度、表觀密度、堆積密二、材料的密度、表觀密度、堆積密度度 三、密實(shí)度、孔隙率三、密實(shí)度、孔隙率 四、填充率、空隙率四、填充率、空隙率 五、與水有關(guān)的性質(zhì)五、與水有關(guān)的性質(zhì) 六、熱工性能六、熱工性能石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)

2、院材料科學(xué)與工程分院一、一、 與材料體積有關(guān)的幾個(gè)概念與材料體積有關(guān)的幾個(gè)概念1、材料結(jié)構(gòu)、材料結(jié)構(gòu)1.1.固體（實(shí)體）固體（實(shí)體）2.2.閉口孔隙閉口孔隙 3.3.開口孔隙開口孔隙p 固體（實(shí)體）固體（實(shí)體）p 孔孔u(yù)閉口孔隙閉口孔隙u開口孔隙開口孔隙2 2、材料的體積、材料的體積v體積是材料占有的空間尺寸。體積是材料占有的空間尺寸。v由于材料具有不同的物理狀態(tài)，因而表現(xiàn)出不同的體積。由于材料具有不同的物理狀態(tài)，因而表現(xiàn)出不同的體積。v絕密體積、表觀體積、堆積體積絕密體積、表觀體積、堆積體積石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院v定義：干材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積，即定義：干材料在絕

3、對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積，即材料內(nèi)部沒有孔隙時(shí)的體積，或不包括內(nèi)部孔材料內(nèi)部沒有孔隙時(shí)的體積，或不包括內(nèi)部孔隙的材料體積。隙的材料體積。v表示方法：以表示表示方法：以表示v測(cè)定方法：測(cè)定方法：q比較密實(shí)的材料，如玻璃、鋼材等，通常比較密實(shí)的材料，如玻璃、鋼材等，通常認(rèn)為其于絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下，直接測(cè)其體積；認(rèn)為其于絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下，直接測(cè)其體積； q 一般多孔材料，如磚，應(yīng)磨成細(xì)粉（粒徑一般多孔材料，如磚，應(yīng)磨成細(xì)粉（粒徑小于小于0.2mm0.2mm）排除其內(nèi)部孔隙，用李氏瓶測(cè)其）排除其內(nèi)部孔隙，用李氏瓶測(cè)其實(shí)際體積實(shí)際體積石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院v定義：材料在自然狀態(tài)下的體積，即整

4、體材定義：材料在自然狀態(tài)下的體積，即整體材料的外觀體積（含內(nèi)部孔隙和水分）。料的外觀體積（含內(nèi)部孔隙和水分）。v表示方法：以表示方法：以0 0表示。表示。v測(cè)定方法測(cè)定方法q對(duì)形狀規(guī)則的材料，直接測(cè)量；對(duì)形狀規(guī)則的材料，直接測(cè)量；q對(duì)形狀不規(guī)則的材料，蠟封后用排水法對(duì)形狀不規(guī)則的材料，蠟封后用排水法 測(cè)量測(cè)量石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院v定義：粉狀或粒狀材料，在堆集狀態(tài)下的總定義：粉狀或粒狀材料，在堆集狀態(tài)下的總體外觀體積。體外觀體積。v表示方法：以表示方法：以V V表示表示v測(cè)定方法：測(cè)定方法：q包括了材料間的空隙體積包括了材料間的空隙體積q用既定容積的容器測(cè)定用既定容積的

5、容器測(cè)定。v與堆積狀態(tài)有關(guān)與堆積狀態(tài)有關(guān)（同一材料）（同一材料）q松散堆積下的體積較大松散堆積下的體積較大q密實(shí)堆積狀態(tài)下的體積較小密實(shí)堆積狀態(tài)下的體積較小石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院二、二、 材料的密度、表觀密度、堆積密度材料的密度、表觀密度、堆積密度 定義：材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積的重量。定義：材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積的重量。 計(jì)算式：計(jì)算式： = m/v式中式中 ： 密度（密度（kg/m3） m材料的干燥質(zhì)量，材料的干燥質(zhì)量，kg。 v材料在材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積，絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積，m3 測(cè)定方法：李氏瓶法、排水法、幾何法。測(cè)定方法：李氏瓶法、排水法、幾

6、何法。 意義：反映材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，意義：反映材料的結(jié)構(gòu)狀態(tài)， 例如：用密度控制例如：用密度控制玻璃的生產(chǎn)玻璃的生產(chǎn)石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院有孔材料密度的測(cè)定石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院 定義：表觀定義：表觀密度在自然狀態(tài)下，材料單位體積的重量重量 計(jì)算式：計(jì)算式： 式中式中 。 表觀密度，表觀密度，kg/m3。 m 材料的質(zhì)量，材料的質(zhì)量，kg。 V。 材料在自然材料在自然狀態(tài)下的體積，狀態(tài)下的體積，m3。 測(cè)定方法：測(cè)定方法：v規(guī)則試件：幾何計(jì)算法；規(guī)則試件：幾何計(jì)算法；v不規(guī)則試件：蠟封，飽和排水法不規(guī)則試件：蠟封，飽和排水法與含水狀態(tài)的關(guān)系與含水狀

7、態(tài)的關(guān)系：含水量越大，表觀密度越小含水量越大，表觀密度越小。mV石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院 定義：指散粒材料（粉狀或粒狀材料）在堆積定義：指散粒材料（粉狀或粒狀材料）在堆積狀態(tài)下單位體積的重量。狀態(tài)下單位體積的重量。 計(jì)算式：計(jì)算式： 測(cè)定方法：測(cè)定方法：粉狀或粒狀材料的質(zhì)量是指填充在一粉狀或粒狀材料的質(zhì)量是指填充在一定容器內(nèi)的材料質(zhì)量，其堆積體積是指所用容器定容器內(nèi)的材料質(zhì)量，其堆積體積是指所用容器的容積而言。的容積而言。 意義：在土木建筑工程中，計(jì)算材料用量、構(gòu)意義：在土木建筑工程中，計(jì)算材料用量、構(gòu)件的自重，配料計(jì)算以及確定堆放空間時(shí)經(jīng)常要件的自重，配料計(jì)算以及確定堆

8、放空間時(shí)經(jīng)常要用到材料的密度、表觀密度和堆積密度等數(shù)據(jù)。用到材料的密度、表觀密度和堆積密度等數(shù)據(jù)。mV石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院幾種密度的特點(diǎn)：幾種密度的特點(diǎn)：v相同點(diǎn)：相同點(diǎn)：指單位體積質(zhì)量。（質(zhì)量指單位體積質(zhì)量。（質(zhì)量/ /體積）體積）v區(qū)別：區(qū)別：測(cè)試方法不同，獲得體積大小不同測(cè)試方法不同，獲得體積大小不同體積的測(cè)試方法：體積的測(cè)試方法：v實(shí)體體積實(shí)體體積 李氏比重瓶法或排水法李氏比重瓶法或排水法( (粉末粉末) )v表觀體積表觀體積（實(shí)體閉口開口）實(shí)體閉口開口） 規(guī)則試件：幾何計(jì)算法；規(guī)則試件：幾何計(jì)算法； 不規(guī)則試件：

9、蠟封，飽和排水法不規(guī)則試件：蠟封，飽和排水法v堆積體積堆積體積( (實(shí)體閉口開口間隙實(shí)體閉口開口間隙)密度筒法密度筒法小結(jié)小結(jié)石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院 定義：指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度。定義：指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度。 計(jì)算式：計(jì)算式：三、密實(shí)度、孔隙率三、密實(shí)度、孔隙率%100%100000mmVVD 定義：指材料體積內(nèi)孔隙體積所占材料總體積定義：指材料體積內(nèi)孔隙體積所占材料總體積的比例的比例 計(jì)算式：計(jì)算式：%1001%1001%1000000P石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院孔隙率與密實(shí)度的關(guān)系？孔隙率與密實(shí)度的關(guān)系？孔隙率與材料性質(zhì)的關(guān)

10、系？孔隙率與材料性質(zhì)的關(guān)系？ 材料的強(qiáng)度、材料的表觀密度、吸水率、抗?jié)B性、材料的強(qiáng)度、材料的表觀密度、吸水率、抗?jié)B性、抗凍性、保溫性能等?？箖鲂?、保溫性能等。兩個(gè)孔隙率相同的同種同體積的材料吸水率是否一兩個(gè)孔隙率相同的同種同體積的材料吸水率是否一定相同？定相同？材料的性質(zhì)除了與孔的多少有關(guān)外，還與孔的特征、材料的性質(zhì)除了與孔的多少有關(guān)外，還與孔的特征、孔的形狀有關(guān)孔的形狀有關(guān)孔的特征：包括開口孔和閉口孔，孔隙尺寸的大小、孔的特征：包括開口孔和閉口孔，孔隙尺寸的大小、 孔的形狀、孔隙在材料內(nèi)部的分布均勻程度孔的形狀、孔隙在材料內(nèi)部的分布均勻程度石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院某工程

11、頂層欲加保溫層，以下兩圖為兩種某工程頂層欲加保溫層，以下兩圖為兩種 材料的剖面。請(qǐng)問選擇何種材料？材料的剖面。請(qǐng)問選擇何種材料？ AB石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院討論：保溫層的目的是外界溫度變化對(duì)住戶保溫層的目的是外界溫度變化對(duì)住戶的影響，材料保溫性能的主要描述指標(biāo)為的影響，材料保溫性能的主要描述指標(biāo)為導(dǎo)熱系數(shù)和熱容量，其中導(dǎo)熱系數(shù)越小越導(dǎo)熱系數(shù)和熱容量，其中導(dǎo)熱系數(shù)越小越好。觀察兩種材料的剖面，可見好。觀察兩種材料的剖面，可見A A材料為多材料為多孔結(jié)構(gòu)，孔結(jié)構(gòu)，B B材料為密實(shí)結(jié)構(gòu)，多孔材料的導(dǎo)材料為密實(shí)結(jié)構(gòu)，多孔材料的導(dǎo)熱系數(shù)較小，適于作保溫層材料。熱系數(shù)較小，適于作保

12、溫層材料。 石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院某施工隊(duì)原使用普通燒結(jié)粘土磚，后改為某施工隊(duì)原使用普通燒結(jié)粘土磚，后改為 多孔、容量?jī)H多孔、容量?jī)H700 kg/m700 kg/m3 3的加氣混凝土砌塊。的加氣混凝土砌塊。 在抹灰前往墻上澆水，發(fā)覺原使用的普通燒在抹灰前往墻上澆水，發(fā)覺原使用的普通燒 結(jié)粘土磚易吸足水量，但加氣混凝土砌塊表結(jié)粘土磚易吸足水量，但加氣混凝土砌塊表 面看來澆水不少，但實(shí)則吸水不多，請(qǐng)分析面看來澆水不少，但實(shí)則吸水不多，請(qǐng)分析 原因。原因。 石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院分析：加氣混凝土砌塊雖多孔，但其氣孔大加氣混凝土砌塊雖多孔，但其氣孔大多數(shù)

13、為多數(shù)為“墨水瓶墨水瓶”結(jié)構(gòu)，肚大口小，毛結(jié)構(gòu)，肚大口小，毛細(xì)管作用差，只有少數(shù)孔是水分蒸發(fā)形細(xì)管作用差，只有少數(shù)孔是水分蒸發(fā)形成的毛細(xì)孔。故吸水及導(dǎo)濕均緩慢，材成的毛細(xì)孔。故吸水及導(dǎo)濕均緩慢，材料的吸水性不僅要看孔數(shù)量多少，還需料的吸水性不僅要看孔數(shù)量多少，還需看孔的結(jié)構(gòu)?？纯椎慕Y(jié)構(gòu)。 石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院 定義：指指散粒材料在某堆積體積中，被其定義：指指散粒材料在某堆積體積中，被其顆粒填充顆粒填充 的程度。的程度。 計(jì)算式：計(jì)算式：四、填充率、孔隙率四、填充率、孔隙率 定義：指散粒材料在某堆積體積中，顆粒間的定義：指散粒材料在某堆積體積中，顆粒間的空隙體空隙體 積

14、所占的比例。積所占的比例。 計(jì)算式：計(jì)算式：%100%1000000VVDDP1%1001%1001%1000000000石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院意義：空隙率的大小反映了散粒材料的顆?；ヒ饬x：空隙率的大小反映了散粒材料的顆?；ハ嗵畛涞南嗵畛涞?致密度?？障堵士勺鳛榭刂苹炷凉侵旅芏?。空隙率可作為控制混凝土骨料級(jí)配與計(jì)料級(jí)配與計(jì) 算含砂率的依據(jù)。算含砂率的依據(jù)。 關(guān)系：關(guān)系： D D + P + P =1 =1 （粉狀材料）（粉狀材料）石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院1 1 測(cè)定含測(cè)定含大量開口孔隙大量開口孔隙的材料表觀密度時(shí)，的材料表觀密度時(shí)，直接用排水法測(cè)

15、定其體積，為何該材料的質(zhì)直接用排水法測(cè)定其體積，為何該材料的質(zhì)量與所測(cè)得的體積之比不是該材料的表觀密量與所測(cè)得的體積之比不是該材料的表觀密度？度？ 2 2含水率為含水率為10%10%的的100g100g濕砂，其中干砂的重濕砂，其中干砂的重量為多少克？量為多少克？石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院五、與水有關(guān)的性質(zhì)五、與水有關(guān)的性質(zhì)石膏能否用于砌筑橋墩、大壩？石膏能否用于砌筑橋墩、大壩？建筑紅磚能否用作防水材料？建筑紅磚能否用作防水材料？長(zhǎng)期與水接觸的建筑部位和潮濕部位對(duì)建筑材料長(zhǎng)期與水接觸的建筑部位和潮濕部位對(duì)建筑材料有哪些要求？有哪些要求？與水有關(guān)的性質(zhì)包括與水有關(guān)的性質(zhì)包括：親

16、水性和憎水性；吸水性親水性和憎水性；吸水性 和吸濕性；耐水性；抗?jié)B性和抗凍性。和吸濕性；耐水性；抗?jié)B性和抗凍性。石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院v根據(jù)材料在空氣中與水接觸時(shí)，能否被潤(rùn)濕分為根據(jù)材料在空氣中與水接觸時(shí)，能否被潤(rùn)濕分為 親水性材料：潤(rùn)濕角親水性材料：潤(rùn)濕角9090 憎水性材料：潤(rùn)濕角憎水性材料：潤(rùn)濕角9090180180 親水性憎水性v 建筑中大部分無機(jī)材料屬于親水材料：混凝土、砂漿等建筑中大部分無機(jī)材料屬于親水材料：混凝土、砂漿等v 建筑中大部分有機(jī)材料屬于憎水材料，瀝青、石蠟、塑料建筑中大部分有機(jī)材料屬于憎水材料，瀝青、石蠟、塑料 等屬于憎水材料可用作防水材料，也

17、可用于親水材料的表等屬于憎水材料可用作防水材料，也可用于親水材料的表 面處理。面處理。1 1、親水性和憎水性、親水性和憎水性石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院（1）吸水性）吸水性飽水狀態(tài)（吸水飽和）恒值飽水狀態(tài)（吸水飽和）恒值定義：材料與水接觸吸收水分的性質(zhì)。定義：材料與水接觸吸收水分的性質(zhì)。指標(biāo)：用吸水率表示。指標(biāo)：用吸水率表示。質(zhì)量吸水率：材料飽水狀態(tài)質(zhì)量吸水率：材料飽水狀態(tài), ,所吸水分質(zhì)量占干質(zhì)量的百分率所吸水分質(zhì)量占干質(zhì)量的百分率體積吸水率：材料飽水狀態(tài)體積吸水率：材料飽水狀態(tài), ,所吸收水分體積占干體積百分率所吸收水分體積占

18、干體積百分率2 2. 吸水性與吸濕性吸水性與吸濕性%100干干吸質(zhì)mmmW%1001wmmmW干干吸體石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院材料的吸水性與材料的孔隙率和孔隙特征有關(guān)。材料的吸水性與材料的孔隙率和孔隙特征有關(guān)。q對(duì)于細(xì)微連通孔隙，孔隙率愈大，則吸水率愈大。對(duì)于細(xì)微連通孔隙，孔隙率愈大，則吸水率愈大。閉口孔隙水分不能進(jìn)去，而開口大孔雖然水分易進(jìn)閉口孔隙水分不能進(jìn)去，而開口大孔雖然水分易進(jìn)入，但不能存留，只能潤(rùn)濕孔壁，所以吸水率仍然入，但不能存留，只能潤(rùn)濕孔壁，所以吸水率仍然較小。較小。吸水率對(duì)材料性質(zhì)的影響（強(qiáng)度、保溫性、抗?jié)B性、吸水率對(duì)材料性質(zhì)的影響（強(qiáng)度、保溫性、抗?jié)B性

19、、抗凍性），例如：混凝土的吸水率越大，抗凍性越差?？箖鲂裕?，例如：混凝土的吸水率越大，抗凍性越差。石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院各種材料的吸水率很不相同，差異很大，如花崗巖各種材料的吸水率很不相同，差異很大，如花崗巖的吸水率只有的吸水率只有0.50.7，混凝土的吸水率為，混凝土的吸水率為23，粘土磚的吸水率達(dá)，粘土磚的吸水率達(dá)820，而木材，而木材的吸水率可超過的吸水率可超過100。石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院（2）吸濕性）吸濕性自然狀態(tài)自然狀態(tài) 變值變值 定義定義：材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。 指標(biāo)：含水率指標(biāo)：含水率 定

20、義：自然狀態(tài)，材料所含水分質(zhì)量占其干質(zhì)量定義：自然狀態(tài)，材料所含水分質(zhì)量占其干質(zhì)量的百分率的百分率 計(jì)算式：計(jì)算式：。%100干干含含mmmW石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院與空氣濕度有關(guān)與空氣濕度有關(guān) 材料的含水率受所處環(huán)境中空氣濕度的影響。當(dāng)空材料的含水率受所處環(huán)境中空氣濕度的影響。當(dāng)空氣中濕度在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定時(shí)，材料的吸濕和干燥過程氣中濕度在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定時(shí)，材料的吸濕和干燥過程處于平衡狀態(tài)，此時(shí)材料的含水率保持不變，其含水率處于平衡狀態(tài)，此時(shí)材料的含水率保持不變，其含水率叫作材料的叫作材料的平衡含水率平衡含水率。選擇瓷磚和木材要關(guān)注材料的吸水率還是含水率？選擇瓷磚和木材要

21、關(guān)注材料的吸水率還是含水率？ 石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院定義：耐水性是指材料長(zhǎng)期在飽和水作用下，而不破定義：耐水性是指材料長(zhǎng)期在飽和水作用下，而不破壞，其強(qiáng)壞，其強(qiáng) 度也不顯著降低的性質(zhì)。度也不顯著降低的性質(zhì)。指標(biāo)：軟化系數(shù)（指標(biāo)：軟化系數(shù)（K軟）軟） 3 3. 耐水性耐水性干飽軟ffK）的抗壓強(qiáng)度（：材料吸水飽和狀態(tài)下飽MPaf）壓強(qiáng)度（：材料干燥狀態(tài)下的抗干MPaf石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院|一般材料吸水后，強(qiáng)度降低，但降低的程度不同，一般材料吸水后，強(qiáng)度降低，但降低的程度不同，例如：石膏和混凝土。例如：石膏和混凝土。 因?yàn)樗謺?huì)分散在材料內(nèi)微粒的表

22、面，削弱其因?yàn)樗謺?huì)分散在材料內(nèi)微粒的表面，削弱其內(nèi)部結(jié)合力，則有不同程度的。當(dāng)材料內(nèi)含有可溶內(nèi)部結(jié)合力，則有不同程度的。當(dāng)材料內(nèi)含有可溶性物質(zhì)時(shí)（如石膏、石灰等），吸入的水還可能溶性物質(zhì)時(shí)（如石膏、石灰等），吸入的水還可能溶解部分物質(zhì)，造成強(qiáng)度的嚴(yán)重降低。解部分物質(zhì)，造成強(qiáng)度的嚴(yán)重降低。|軟化系數(shù)的范圍波動(dòng)在軟化系數(shù)的范圍波動(dòng)在01之間，當(dāng)軟化系數(shù)大于之間，當(dāng)軟化系數(shù)大于0.80時(shí)，時(shí)， 認(rèn)為是耐水性的材料。受水浸泡或處于潮認(rèn)為是耐水性的材料。受水浸泡或處于潮濕環(huán)境的建筑物，濕環(huán)境的建筑物， 則必須選用軟化系數(shù)不低于則必須選用軟化系數(shù)不低于0.85的材料建造。的材料建造。石家莊鐵道學(xué)院石家莊

23、鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院4 4. 抗?jié)B性抗?jié)B性定義：材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。定義：材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。指標(biāo)：指標(biāo)：1）滲透系數(shù)：）滲透系數(shù)： 式中：式中： K K 滲透系數(shù)，滲透系數(shù)，cm/hcm/h；A A 透水面積，透水面積，cmcm2 2； Q Q 透水量，透水量，cmcm3 3； t t 時(shí)間，時(shí)間，h h ；d d 試件厚度，試件厚度，cmcm； H H 靜水壓力水頭，靜水壓力水頭，cmcm。K K的意義的意義：抗?jié)B系數(shù)越小，表明抗?jié)B性能越好?？?jié)B系數(shù)越小，表明抗?jié)B性能越好。AtHQdK 石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院2）抗?jié)B等級(jí)）抗?jié)B等級(jí)定義：定義：指指用

24、標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行透水試驗(yàn)時(shí)，用標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行透水試驗(yàn)時(shí)，石料、砼石料、砼或砂漿所能承受的最大水壓力?；蛏皾{所能承受的最大水壓力。 表示方法：字母表示方法：字母P+可承受的水壓力（以可承受的水壓力（以0.1MPa為單位）來表示抗?jié)B等級(jí)。為單位）來表示抗?jié)B等級(jí)。 舉例：如舉例：如P4、P6、P8、P10等，表示試件能承等，表示試件能承受逐步增高至受逐步增高至0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa的水壓而不滲透。的水壓而不滲透。石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院q 抗?jié)B性是決定材料耐久性的主要指標(biāo)（抗凍性和抗抗?jié)B性是決定材料耐久性的主要指標(biāo)（抗凍性和抗侵蝕性）。侵蝕性）。q 材

25、料的抗?jié)B性與材料內(nèi)部的材料的抗?jié)B性與材料內(nèi)部的空隙率空隙率特別是開口孔隙特別是開口孔隙率有關(guān)，率有關(guān)，開口空隙率越大，大孔含量越多，則抗?jié)B性開口空隙率越大，大孔含量越多，則抗?jié)B性越差。越差。材料的抗?jié)B性還與材料的增水性和親水性有關(guān)，材料的抗?jié)B性還與材料的增水性和親水性有關(guān)，增水性材料的抗?jié)B性優(yōu)于親水性材料。增水性材料的抗?jié)B性優(yōu)于親水性材料。q 地下建筑及水工建筑等，因經(jīng)常受壓力水的作用，地下建筑及水工建筑等，因經(jīng)常受壓力水的作用，所用材料應(yīng)具有一定的抗?jié)B性。對(duì)于防水材料則應(yīng)具所用材料應(yīng)具有一定的抗?jié)B性。對(duì)于防水材料則應(yīng)具有好的抗?jié)B性。有好的抗?jié)B性。石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院

26、5 5. 抗凍性抗凍性定義：材料飽水狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融交替作用，定義：材料飽水狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融交替作用，既不破壞強(qiáng)度又不顯著下降的性質(zhì)。既不破壞強(qiáng)度又不顯著下降的性質(zhì)。指標(biāo)：抗凍等級(jí)指標(biāo)：抗凍等級(jí)抗壓強(qiáng)度下降抗壓強(qiáng)度下降25%25%；質(zhì)量損失；質(zhì)量損失5%5%時(shí)能經(jīng)受凍融時(shí)能經(jīng)受凍融 循環(huán)的循環(huán)的最大次數(shù)最大次數(shù)。 例如：例如： F150混凝土混凝土該混凝土能夠抵抗的該混凝土能夠抵抗的最大凍融循環(huán)次數(shù)為最大凍融循環(huán)次數(shù)為150次次。石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院材料抗凍標(biāo)號(hào)的選擇，足根據(jù)結(jié)構(gòu)物的種材料抗凍標(biāo)號(hào)的選擇，足根據(jù)結(jié)構(gòu)物的種類、使用條件、氣候條件等來決定的。類

27、、使用條件、氣候條件等來決定的。燒結(jié)普通磚、陶瓷面磚、輕混凝土等墻體燒結(jié)普通磚、陶瓷面磚、輕混凝土等墻體材料，一般要求其抗凍標(biāo)號(hào)為材料，一般要求其抗凍標(biāo)號(hào)為D15D15或或D25D25；用于橋梁和道路的混凝土應(yīng)為用于橋梁和道路的混凝土應(yīng)為D50D50、D100D100或或D200 D200 。水工混凝土要求高達(dá)水工混凝土要求高達(dá)D500D500。5 5. 抗凍性抗凍性石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院材料吸水后，在負(fù)溫作用條件下，水在材料毛細(xì)材料吸水后，在負(fù)溫作用條件下，水在材料毛細(xì)孔內(nèi)凍結(jié)成冰，體積膨漲所產(chǎn)生的凍脹壓力造成材孔內(nèi)凍結(jié)成冰，體積膨漲所產(chǎn)生的凍脹壓力造成材料的內(nèi)應(yīng)力，

28、會(huì)使材料遭到局部破壞。隨著凍融循料的內(nèi)應(yīng)力，會(huì)使材料遭到局部破壞。隨著凍融循環(huán)的反復(fù)，材料的破壞作用逐步加劇，這種破壞稱環(huán)的反復(fù)，材料的破壞作用逐步加劇，這種破壞稱為凍融破壞。為凍融破壞。v凍融破壞的表現(xiàn)：表面出現(xiàn)剝落、裂紋、質(zhì)量損失，凍融破壞的表現(xiàn)：表面出現(xiàn)剝落、裂紋、質(zhì)量損失，強(qiáng)度降低。強(qiáng)度降低。 v凍融破壞的原因：孔隙中水結(jié)冰體積膨脹，對(duì)孔壁凍融破壞的原因：孔隙中水結(jié)冰體積膨脹，對(duì)孔壁造成造成 壓力。壓力。 5 5. 抗凍性抗凍性石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院凍融破壞的大壩壩面使用20年高速公路橋5 5. 抗凍性抗凍性石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院5 5.

29、 抗凍性抗凍性石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院1.1.材料的軟化系數(shù)越大，則其材料的軟化系數(shù)越大，則其 A)A)耐水性越好耐水性越好 B)B)耐水性越差耐水性越差 C)C)抗凍性越好抗凍性越好 D)D)抗凍性越差抗凍性越差2.2.干燥的石材試樣重干燥的石材試樣重450g450g，浸入水中吸水飽和，浸入水中吸水飽和后排出水的體積是后排出水的體積是230cmcm3 3，重，重500g,500g,取出后抹干取出后抹干再浸入水中排開水的體積是再浸入水中排開水的體積是190cmcm3 3，試樣磨細(xì)，試樣磨細(xì)烘干后再放入水中，排出水的體積為烘干后再放入水中，排出水的體積為170170cm3，

30、求求此石材的密度、表觀密度、開口空隙率、此石材的密度、表觀密度、開口空隙率、孔隙孔隙率率和質(zhì)量吸水率、。和質(zhì)量吸水率、。 石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院3.3.材料的開口孔隙率越多，則其。材料的開口孔隙率越多，則其。 A)A)耐水性越好耐水性越好 B)B)耐水性越差耐水性越差 C)C)抗?jié)B性越好抗?jié)B性越好 D)D)抗?jié)B性越差抗?jié)B性越差4. 4. 材料吸水后，將使材料的材料吸水后，將使材料的 提高。提高。 A)A)耐久性耐久性 B)B)強(qiáng)度強(qiáng)度 C)C)保溫保溫 D)D)導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院5.5.有一塊燒結(jié)普通磚，在吸水飽和狀有一塊燒結(jié)

31、普通磚，在吸水飽和狀態(tài)下重態(tài)下重2900g2900g，其絕干質(zhì)量為，其絕干質(zhì)量為2550g2550g。磚的尺寸為。磚的尺寸為24024011511553mm53mm，經(jīng)，經(jīng)干燥并磨成細(xì)粉后取干燥并磨成細(xì)粉后取50g50g，用排水法，用排水法測(cè)得絕對(duì)密實(shí)體積為測(cè)得絕對(duì)密實(shí)體積為18.62 cm18.62 cm3 3 。試計(jì)算該磚的吸水率、真實(shí)密度、試計(jì)算該磚的吸水率、真實(shí)密度、表觀密度、孔隙率。表觀密度、孔隙率。石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院 解解 該磚的吸水率為該磚的吸水率為 真實(shí)密度為真實(shí)密度為 表觀密度為表觀密度為 孔隙率為孔隙率為 評(píng)注評(píng)注 質(zhì)量吸水率是指材料在吸水飽和時(shí)

32、，所吸水質(zhì)量吸水率是指材料在吸水飽和時(shí)，所吸水量占材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量百分比。量占材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量百分比。%100255025502900%100ggbmMMMW3/69. 262.1850cmgVm300/74. 13 . 55 .11252550cmgVm%3 .3569. 274. 1110P石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院1有一塊燒結(jié)普通磚，在吸水飽和狀態(tài)下測(cè)得有一塊燒結(jié)普通磚，在吸水飽和狀態(tài)下測(cè)得的破壞荷載為的破壞荷載為185KN185KN，干燥狀態(tài)下測(cè)得的破壞荷，干燥狀態(tài)下測(cè)得的破壞荷載為載為207KN207KN（受壓面積為（受壓面積為115mm115mm12

33、0mm120mm），問磚），問磚的吸水飽和狀態(tài)下和干燥狀態(tài)下抗壓強(qiáng)度各為的吸水飽和狀態(tài)下和干燥狀態(tài)下抗壓強(qiáng)度各為多少？是否適宜常與水接觸的工程結(jié)構(gòu)物？多少？是否適宜常與水接觸的工程結(jié)構(gòu)物？ 2 2怎么區(qū)分材料的親水性與憎水性？怎么區(qū)分材料的親水性與憎水性？ 石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院|能源緊缺是一個(gè)世界性的問題，建筑行業(yè)是個(gè)耗 能大戶，國(guó)家規(guī)定高層建筑必須采用節(jié)能建筑材 料，其中包括墻體節(jié)能、屋面節(jié)能和門窗節(jié)能。墻體節(jié)能、屋面節(jié)能和門窗節(jié)能。建筑節(jié)能建筑節(jié)能保溫材料保溫材料熱工性質(zhì)熱工性質(zhì)導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性熱容量熱容量六、熱工性質(zhì)六、熱工性質(zhì)石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與

34、工程分院導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性定義：當(dāng)材料兩面存在溫度差時(shí)，熱量從材料一面定義：當(dāng)材料兩面存在溫度差時(shí)，熱量從材料一面通過材料傳導(dǎo)至另一面的性質(zhì)，稱為材料的導(dǎo)熱性。通過材料傳導(dǎo)至另一面的性質(zhì)，稱為材料的導(dǎo)熱性。指標(biāo)：導(dǎo)熱系數(shù)指標(biāo)：導(dǎo)熱系數(shù) 式中式中 導(dǎo)熱系數(shù)，（導(dǎo)熱系數(shù)，（）；傳導(dǎo)的熱量）；傳導(dǎo)的熱量材料厚度，；材料厚度，； 熱傳導(dǎo)面積，熱傳導(dǎo)面積， m m2 2；一熱傳一熱傳導(dǎo)時(shí)間，導(dǎo)時(shí)間，h h（t t2 2-t-t1 1）材料兩面溫度差，）材料兩面溫度差，K K)(12ttFZQd石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院各種材料的導(dǎo)熱系數(shù)差別很大，常見建筑材料的各種材料的導(dǎo)熱系數(shù)差別很大，常

35、見建筑材料的導(dǎo)熱系數(shù)范圍是導(dǎo)熱系數(shù)范圍是0.0350.0353.5 W3.5 W(mK)(mK)，工程中，工程中通常把通常把0.23W0.23W(mK)(mK)的材料稱為的材料稱為絕熱材料絕熱材料（保溫和隔熱材料）（保溫和隔熱材料）。 工程意義：判斷材料的保溫隔熱性能（工程意義：判斷材料的保溫隔熱性能（傳熱越傳熱越保溫性保溫性 物理意義：導(dǎo)熱系數(shù)為單位厚度物理意義：導(dǎo)熱系數(shù)為單位厚度(1m)(1m)的材料、兩面溫的材料、兩面溫度差為度差為1 1時(shí)、在單位時(shí)間時(shí)、在單位時(shí)間(1s)(1s)內(nèi)通過單位面積內(nèi)通過單位面積(1(1) )的熱量。的熱量。石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院常用

36、建筑材料的熱工性質(zhì)指標(biāo)常用建筑材料的熱工性質(zhì)指標(biāo)材料名稱材料名稱 導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)W/(mK) 比熱比熱J/(gK) 鋼鋼 55 0.46 玻璃玻璃0.9 花崗巖花崗巖 3.49 0.92 普通混凝土普通混凝土 1.510.88 水泥砂漿水泥砂漿 0.93 0.84 普通粘土磚普通粘土磚 0.81 0.84 粘土空心磚粘土空心磚 0.64 0.92 松木松木 0.170.35 2.51 泡沫塑料泡沫塑料 0.03 1.30 冰冰 2.20 2.05 水水 0.60 4.19 石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院|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) p 化學(xué)組成不同的材料，其導(dǎo)熱

37、系數(shù)不同，所以化學(xué)組成不同的材料，其導(dǎo)熱系數(shù)不同，所以不同材料的導(dǎo)熱系數(shù)也不同。不同材料的導(dǎo)熱系數(shù)也不同。 p 如：一般情況下，導(dǎo)熱系數(shù)的大小為：如：一般情況下，導(dǎo)熱系數(shù)的大小為： 金屬材料非金屬材料金屬材料非金屬材料 有機(jī)材料有機(jī)材料影響導(dǎo)熱性的因素：影響導(dǎo)熱性的因素：石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院|孔隙率和空隙構(gòu)造特征孔隙率和空隙構(gòu)造特征 P，導(dǎo)熱性，導(dǎo)熱性，原因是靜止空氣的，原因是靜止空氣的一般材一般材 料的料的。 P一定時(shí)，隨著連通孔和粗孔的增多，一定時(shí)，隨著連通孔和粗孔的增多，因?yàn)槿艨紫?，因?yàn)槿艨紫?粗大或貫通，對(duì)流作用加強(qiáng)，粗大或貫通，對(duì)流作用加強(qiáng)，。|材料的濕度和

38、溫度材料的濕度和溫度 材料受潮后，材料受潮后，導(dǎo)熱性，導(dǎo)熱性，保溫隔熱性，保溫隔熱性（水水空氣空氣） 材料再受凍，材料再受凍，進(jìn)一步進(jìn)一步，保溫隔熱性進(jìn)一步，保溫隔熱性進(jìn)一步(冰冰水水)。棉襖浸水后保暖棉襖浸水后保暖性變差？性變差？孔多的材料保溫孔多的材料保溫性能好？性能好？石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院熱容熱容v定義：材料受熱時(shí)吸收定義：材料受熱時(shí)吸收熱量，冷卻時(shí)放出熱量熱量，冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)。用比熱容的性質(zhì)。用比熱容C表表示。示。v在建筑工程中的作用：在建筑工程中的作用：大比熱容的材料對(duì)保持大比熱容的材料對(duì)保持室內(nèi)溫度的相對(duì)穩(wěn)定有室內(nèi)溫度的相對(duì)穩(wěn)定有很大影響很大影響。材

39、料名稱材料名稱 比熱比熱J/(gK) 鋼鋼 0.46 銅銅 0.38 花崗巖花崗巖 0.92 普通混凝土普通混凝土 0.88 水泥砂漿水泥砂漿 0.84 普通粘土磚普通粘土磚 0.84 粘土空心磚粘土空心磚 0.92 松木松木 2.51 泡沫塑料泡沫塑料 1.30 冰冰 2.05 水水 4.19 石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院1 1中空玻璃為什么比同厚度的實(shí)心玻中空玻璃為什么比同厚度的實(shí)心玻 璃保溫性能好？璃保溫性能好？2 2保溫材料為什么保持干燥狀態(tài)保溫保溫材料為什么保持干燥狀態(tài)保溫 效果較好？效果較好？石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院一、材料的強(qiáng)度一、材料的強(qiáng)

40、度二、彈性和塑性二、彈性和塑性三、脆性和韌性三、脆性和韌性四、硬度和耐磨性四、硬度和耐磨性第二節(jié)第二節(jié) 材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì)石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院一、材料的強(qiáng)度l1.1.強(qiáng)度強(qiáng)度q材料的強(qiáng)度是材料在應(yīng)力作用下抵抗破壞的能力。材料的強(qiáng)度是材料在應(yīng)力作用下抵抗破壞的能力。通常情況下，材料內(nèi)部的應(yīng)力多由外力（或荷載）通常情況下，材料內(nèi)部的應(yīng)力多由外力（或荷載）作用而引起，隨著外力增加，應(yīng)力也隨之增大，作用而引起，隨著外力增加，應(yīng)力也隨之增大，直至應(yīng)力超過材料內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)所能抵抗的極限，即直至應(yīng)力超過材料內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)所能抵抗的極限，即強(qiáng)度極限，材料發(fā)生破壞。強(qiáng)度極限，材料發(fā)生破

41、壞。q在工程上，通常采用破壞試驗(yàn)法對(duì)材料的強(qiáng)度進(jìn)在工程上，通常采用破壞試驗(yàn)法對(duì)材料的強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)測(cè)。將預(yù)先制作的試件放置在材料試驗(yàn)機(jī)上，行實(shí)測(cè)。將預(yù)先制作的試件放置在材料試驗(yàn)機(jī)上，施加外力（荷載）直至破壞，根據(jù)試件尺寸和破施加外力（荷載）直至破壞，根據(jù)試件尺寸和破壞時(shí)的荷載值，計(jì)算材料的強(qiáng)度。壞時(shí)的荷載值，計(jì)算材料的強(qiáng)度。石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院|2.根據(jù)外力作用方式不同分類: q 抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、 抗彎強(qiáng)度（或抗折強(qiáng)度） 及抗剪強(qiáng)度。如下圖所示：石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料

42、科學(xué)與工程分院混凝土路面磚抗折強(qiáng)度試驗(yàn)石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院|材料的抗壓、抗拉、抗剪強(qiáng)度可直接由下式計(jì)算：材料的抗壓、抗拉、抗剪強(qiáng)度可直接由下式計(jì)算：AFfmaxf-材料強(qiáng)度，材料強(qiáng)度， MPaFmax-材料破壞時(shí)的最大荷載，材料破壞時(shí)的最大荷載，NA-試件受力面積，試件受力面積，mm2石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院v 抗彎強(qiáng)度（抗折強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度（抗折強(qiáng)度 ） 223bhFLf 單點(diǎn)加荷：?jiǎn)吸c(diǎn)加荷： 三分點(diǎn)加荷：三分點(diǎn)加荷： 2bhFLf ppppLpLL / 3 L / 3 L / 3P / 2P / 2bpp( a )( b )( c )( d )石

43、家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院根據(jù)極限強(qiáng)度的大小，劃分為不同的強(qiáng)度等級(jí)或標(biāo)號(hào)。 3.強(qiáng)度等級(jí)強(qiáng)度和強(qiáng)度等級(jí)的聯(lián)系與區(qū)別強(qiáng)度等級(jí)是人為規(guī)定的強(qiáng)度范圍強(qiáng)度指的是材料的極限值，是唯一的,是實(shí)測(cè)值強(qiáng)度等級(jí)的確定必須以其極限強(qiáng)度值為依據(jù),每一強(qiáng)度等級(jí)則包含一系列強(qiáng)度值用于評(píng)價(jià)材料是否輕質(zhì)高強(qiáng)。如 C30 M10 Q2354.比強(qiáng)度材料的強(qiáng)度與其表觀密度的比值石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院1)材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造2)孔隙率與孔隙特征3)試件的形狀和尺寸4)加荷速度5)試驗(yàn)環(huán)境的溫度、濕度6)受力面狀態(tài)石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院|彈性彈性q 定義：定義：材

44、料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力取消后，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)原來形狀的性質(zhì)。這種完全恢復(fù)的變能夠完全恢復(fù)原來形狀的性質(zhì)。這種完全恢復(fù)的變形稱為彈形稱為彈 性變形（或瞬時(shí)變形）。性變形（或瞬時(shí)變形）。q 指標(biāo)：彈性模量指標(biāo)：彈性模量 q意義：意義：E E表示材料抵抗變形的指標(biāo)，表示材料抵抗變形的指標(biāo)，E E值越大，材料值越大，材料越不易變形，即抵抗變形的能力越強(qiáng)。越不易變形，即抵抗變形的能力越強(qiáng)。二、彈性和塑性二、彈性和塑性E石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院|2 2、塑性：塑性：q定義：定義：材料在外力作用下產(chǎn)生變形，如果外力取消材料在外力作用下產(chǎn)生變

45、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)。這種不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形（或縫的性質(zhì)。這種不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形（或永久變形）。永久變形）。q 常見塑性材料：常見塑性材料：混凝土拌合物、水泥漿、鋼材、瀝混凝土拌合物、水泥漿、鋼材、瀝青等青等Play石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院|1、脆性、脆性q定義：定義：當(dāng)外力達(dá)到一定限度后，材料突然破壞，而當(dāng)外力達(dá)到一定限度后，材料突然破壞，而破壞時(shí)破壞時(shí) 并無并無 明顯的塑

46、性變形的性質(zhì)。明顯的塑性變形的性質(zhì)。q 特點(diǎn)：特點(diǎn)：破壞時(shí)，變形小；抗壓強(qiáng)度高而抗拉、抗破壞時(shí)，變形小；抗壓強(qiáng)度高而抗拉、抗折強(qiáng)度低折強(qiáng)度低q 脆性材料：脆性材料：大部分無機(jī)非金屬材料均屬脆性材料，大部分無機(jī)非金屬材料均屬脆性材料，如天然如天然 石材，燒結(jié)普通磚、陶瓷、玻璃、普通混石材，燒結(jié)普通磚、陶瓷、玻璃、普通混凝土凝土 砂漿等。砂漿等。三、脆性和韌性石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院|2、韌性（沖擊韌性）、韌性（沖擊韌性）q定義：定義：在沖擊、震動(dòng)荷載作用下，材料能夠吸收較在沖擊、震動(dòng)荷載作用下，材料能夠吸收較大的能量，同時(shí)也能產(chǎn)

47、生一定的變形而不致破壞的大的能量，同時(shí)也能產(chǎn)生一定的變形而不致破壞的性質(zhì)。性質(zhì)。q 韌性材料：韌性材料：低碳鋼、木材、玻璃鋼等。采用沖擊低碳鋼、木材、玻璃鋼等。采用沖擊試驗(yàn)測(cè)定路面、橋梁、吊車梁以及有抗震要求的結(jié)試驗(yàn)測(cè)定路面、橋梁、吊車梁以及有抗震要求的結(jié)構(gòu)都要考慮材料的韌性。構(gòu)都要考慮材料的韌性。石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院四、硬度和耐磨性四、硬度和耐磨性v 1.1.硬度硬度q定義：材料表面的堅(jiān)硬程度，是抵抗其它硬物刻劃、定義：材料表面的堅(jiān)硬程度，是抵抗其它硬物刻劃、壓壓 入其表面的能力入其表面的能力q分類：摩氏硬度（石料、陶瓷

48、等）；分類：摩氏硬度（石料、陶瓷等）；布氏布氏、洛氏硬、洛氏硬度（金屬材料）。度（金屬材料）。 q測(cè)定方法：刻劃法，回彈法和壓入法測(cè)定方法：刻劃法，回彈法和壓入法刻劃法：用于天然礦物硬度的劃分，按滑石、石刻劃法：用于天然礦物硬度的劃分，按滑石、石膏、方解石、螢石、磷灰石、長(zhǎng)石、石英、黃膏、方解石、螢石、磷灰石、長(zhǎng)石、石英、黃晶剛玉、金剛石的順序，分為個(gè)硬度等級(jí)晶剛玉、金剛石的順序，分為個(gè)硬度等級(jí) 回彈法：用于測(cè)定混凝土表面硬度，并間接推算回彈法：用于測(cè)定混凝土表面硬度，并間接推算混凝混凝 土的強(qiáng)度土的強(qiáng)度石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院v2 .2 .耐磨性耐磨性 定義：耐磨性是材

49、料表面抵抗磨損的能力。定義：耐磨性是材料表面抵抗磨損的能力。 指標(biāo)：材料的耐磨性用磨耗率表示指標(biāo)：材料的耐磨性用磨耗率表示 計(jì)算公式：計(jì)算公式：式中：式中：G-G-材料的磨耗率，材料的磨耗率， （g/cmg/cm2 2）m m1 1 - -材料磨損前的質(zhì)量，（材料磨損前的質(zhì)量，（g g）m m2 2-材料磨損后的質(zhì)量，（材料磨損后的質(zhì)量，（g g）A-A-材料試件的受磨面積材料試件的受磨面積 （cmcm2 2）AmmG21石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院1. .影響材料強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果的試驗(yàn)條件有哪些？影響材料強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果的試驗(yàn)條件有哪些？2.2.材料的強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)有何區(qū)別？材料的

50、強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)有何區(qū)別？3.3.在有沖擊、振動(dòng)荷載的部位宜選用具有哪些在有沖擊、振動(dòng)荷載的部位宜選用具有哪些特性的材料？為什么？特性的材料？為什么？石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院 定定 義義 材料的耐久性是泛指材料在使用條件下，受各種內(nèi)材料的耐久性是泛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(zhǎng)久地保持其在或外來自然因素及有害介質(zhì)的作用，能長(zhǎng)久地保持其使用性能的性質(zhì)。使用性能的性質(zhì)。 破壞作用破壞作用 材料在建筑物之中，除要受到各種外力的作用之外，材料在建筑物之中，除要受到各種外力的作用之外，還經(jīng)常要受到環(huán)境中許多自然因素的破壞作用。這些破還經(jīng)常要受到環(huán)境

51、中許多自然因素的破壞作用。這些破壞作用包括物理、化學(xué)、機(jī)械及生物的作用。壞作用包括物理、化學(xué)、機(jī)械及生物的作用。第三節(jié)第三節(jié) 材料的耐久性材料的耐久性石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院|物理作用物理作用：可有干濕變化、溫度變化及凍融變化等。這：可有干濕變化、溫度變化及凍融變化等。這些作用將使材料發(fā)生體積的脹縮，或?qū)е聝?nèi)部裂縫的擴(kuò)展。些作用將使材料發(fā)生體積的脹縮，或?qū)е聝?nèi)部裂縫的擴(kuò)展。時(shí)間長(zhǎng)久之后即會(huì)使材料逐漸破壞。在寒冷地區(qū)，凍融時(shí)間長(zhǎng)久之后即會(huì)使材料逐漸破壞。在寒冷地區(qū)，凍融 變化對(duì)材料會(huì)起著顯著的破壞作用。在高溫環(huán)境下，變化對(duì)材料會(huì)起著顯著的破壞作用。在高溫環(huán)境下， 經(jīng)常處于高

52、溫狀態(tài)的建筑物或構(gòu)筑物，所選用的建筑經(jīng)常處于高溫狀態(tài)的建筑物或構(gòu)筑物，所選用的建筑 材料要具有耐熱性能。材料要具有耐熱性能。|化學(xué)作用化學(xué)作用：包括大氣、環(huán)境水以及使用條件下酸、堿、：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(duì)材料的侵蝕作用。鹽等液體或有害氣體對(duì)材料的侵蝕作用。|機(jī)械作用機(jī)械作用：包括使用荷載的持續(xù)作用，交變荷載引起材：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、磨耗等。料疲勞，沖擊、磨損、磨耗等。|生物作用生物作用：包括菌類、昆蟲等的作用而使材料腐朽、蛀：包括菌類、昆蟲等的作用而使材料腐朽、蛀蝕而破壞。蝕而破壞。石家莊鐵道學(xué)院石家莊鐵道學(xué)院材料科學(xué)與工程分院n磚、石料、混凝土等礦物材料，多是由于物理磚、石料、混凝土等礦物材料，多是由于物理作用而破壞，也可能同時(shí)會(huì)受到化學(xué)作用的破作用而破壞，也可能同時(shí)會(huì)受到化學(xué)作用的破壞。壞。n金屬材料主要是由于化學(xué)作用引起的腐蝕。金屬材料主要是由于化學(xué)作用引起的腐蝕。n木材等有機(jī)質(zhì)材料常因生物作用而破壞。木材等有機(jī)質(zhì)材料常因生物作用而破壞。n瀝青材料、高分子材料在陽光、空氣和熱的作瀝青材料、高分子材料在陽光、空氣和熱的作用下會(huì)逐漸老