第1.2章材料基本力學(xué)性質(zhì)2015.3.18

1.2

材料的力學(xué)性質(zhì)1.什么是材料的強(qiáng)度和比強(qiáng)度2.

材料的彈性和塑性

3.材料的脆性和韌性有何區(qū)別4.

硬度和耐磨性1.材料的強(qiáng)度1)材料的強(qiáng)度強(qiáng)度：材料在外力作用下抵抗破壞的能力。極限應(yīng)力值就是材料的強(qiáng)度。

根據(jù)材料極限強(qiáng)度的大小，把材料劃分為若干不同的等級(jí)，稱為材料的強(qiáng)度等級(jí)；材料強(qiáng)度等級(jí)劃分的標(biāo)準(zhǔn)：a)脆性材料主要根據(jù)其抗壓強(qiáng)度來(lái)劃分強(qiáng)度等級(jí)，如混凝土、水泥、粘土磚等；例：混凝土的強(qiáng)度等級(jí)劃分為14級(jí)：

C15，C20~C80;b)塑性材料主要根據(jù)其抗拉強(qiáng)度來(lái)劃分強(qiáng)度等級(jí)，如鋼材等；2)強(qiáng)度等級(jí)(同種材料)3)比強(qiáng)度（不同材料）比強(qiáng)度：是指材料的強(qiáng)度與其表觀密度的比值；比強(qiáng)度的意義：（1）衡量材料輕質(zhì)高強(qiáng)性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)；（2）選用比強(qiáng)度高的材料或者提高材料的比強(qiáng)度，對(duì)大跨、高聳建筑十分有利；普通混凝土、低碳鋼、松木的比強(qiáng)度分別為0.012，0.053，0.069；2.材料的彈性和塑性1)彈性：是指材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)取消外力后，能完全恢復(fù)原形狀的性質(zhì)。常用彈性模量來(lái)衡量材料抵抗變形的能力。2)塑性：是指材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)取消外力后，仍保持變形后的形狀和尺寸，這種不能恢復(fù)的變形稱為塑性變形。3.材料的脆性和韌性1)脆性：是指材料在外力作用下，直到破壞前無(wú)明顯的塑性變形而突然發(fā)生破壞的性質(zhì)，稱為脆性，如玻璃、混凝土、水泥等；2)韌性：是指材料在沖擊或震動(dòng)荷載的作用下，能吸收較大能量，并產(chǎn)生較大變形而不發(fā)生破壞的性質(zhì)，稱為韌性，如鋼材、木材、橡膠等；1）硬度：是指材料表面抵抗較硬物體壓入或刻劃的能力；2)耐磨性:

是指材料抵抗磨損的能力；**一般用磨損率來(lái)表示，計(jì)算公式如下：4.材料的硬度和耐磨性1.3材料的耐久性與環(huán)境協(xié)調(diào)性1.耐久性：指材料在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，在環(huán)境因素作用下，能保持其原有性能而不變質(zhì)、不破壞的性質(zhì)。1）影響材料耐久性的作用：物理作用：干濕變化、溫度變化和凍融變化；化學(xué)作用：酸、堿、鹽類的腐蝕；生物作用：菌類、昆蟲(chóng)等的侵害；機(jī)械作用：荷載2）材料耐久性的測(cè)定實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行快速試驗(yàn)的項(xiàng)目：干濕循環(huán)、凍融循環(huán)、碳化、加濕與紫外線干燥循環(huán)、鹽溶液浸漬與干燥循環(huán)、化學(xué)介質(zhì)浸漬等。3）提高耐久性的意義：保證建筑物長(zhǎng)期使用；減小維修費(fèi)用；延長(zhǎng)建筑物使用壽命2.材料的環(huán)境協(xié)調(diào)性：指材料對(duì)資源和能源消耗少、對(duì)環(huán)境污染小和循環(huán)再生利用率高。1.4材料組成、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及其對(duì)性質(zhì)的影響1.材料的組成化學(xué)組成：化學(xué)元素及化合物的種類和數(shù)量。不同化學(xué)組成的材料其性質(zhì)不同。

礦物組成：礦物的種類和數(shù)量。宏觀層次為原材料的種類品質(zhì)和配合比例。2.材料的結(jié)構(gòu)宏觀結(jié)構(gòu)

用肉眼或放大鏡能夠分辨的粗大組織亞微觀結(jié)構(gòu)

用光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡能看到的結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)X光射線衍射儀等手段進(jìn)行分析研究的結(jié)構(gòu)宏觀結(jié)構(gòu)土木工程材料常見(jiàn)的宏觀結(jié)構(gòu)有：微觀結(jié)構(gòu)晶體

玻璃體

非晶體

膠體將熔融物質(zhì)迅速冷卻，使其內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)來(lái)不及作有規(guī)則的排列就凝固時(shí)形成的物質(zhì)。粉煤灰物質(zhì)以極微小的質(zhì)點(diǎn)分散在介質(zhì)中所形成的結(jié)構(gòu)。質(zhì)點(diǎn)在空間上按特定的規(guī)則，呈周期性排列形成的結(jié)構(gòu)體。金剛石、鋼、鐵3.