建筑材料電子教案

建筑材料電子教案第一頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日

第一節(jié)材料的組成與結(jié)構(gòu)材料的組成

1.1化學(xué)組成

無(wú)機(jī)非金屬建筑材料的化學(xué)組成以各種氧化物含量來(lái)表示。 金屬材料以元素含量來(lái)表示。 化學(xué)組成決定著材料的化學(xué)性質(zhì)，影響其物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)。

第二頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日1.2礦物組成材料中的元素和化合物以特定的礦物形式存在并決定著材料的許多重要性質(zhì)。 礦物組成是無(wú)機(jī)非金屬材料中化合物存在的基本形式。1.3相組成材料中結(jié)構(gòu)相近性質(zhì)相同的均勻部分。第三頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日2.材料的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造

2.1宏觀(guān)結(jié)構(gòu)（構(gòu)造）

材料的宏觀(guān)結(jié)構(gòu)是指用肉眼和放大鏡能夠分辨的粗大組織。其尺寸約為毫米級(jí)大小，以及更大尺寸的構(gòu)造情況。宏觀(guān)構(gòu)造，按孔隙尺寸可以分為：

（1）致密結(jié)構(gòu)，基本上是無(wú)孔隙存在的材料。例如鋼鐵、有色金屬、致密天然石材、玻璃、玻璃鋼、塑料等。第四頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日（2）多孔結(jié)構(gòu)，是指具有粗大孔隙的結(jié)構(gòu)。如加氣混凝土、泡沫混凝土、泡沫塑料及人造輕質(zhì)材料等。

(3）微孔結(jié)構(gòu)，是指微細(xì)的孔隙結(jié)構(gòu)。如石膏制品、粘土磚瓦等。

(4）纖維結(jié)構(gòu)，是指木材纖維、玻璃纖維、礦物棉纖維所具有的結(jié)構(gòu)。第五頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日

（5）層狀結(jié)構(gòu)，采用粘結(jié)或其他方法將材料迭合成層狀的結(jié)構(gòu)。如膠合板、迭合人造板、蜂窩夾芯板、以及某些具有層狀填充料的塑料制品等。

(6）散粒結(jié)構(gòu)，是指松散顆粒狀結(jié)構(gòu)。比如混凝土骨料、用作絕熱材料的粉狀和和粒狀的添充料。

第六頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日2.2微觀(guān)結(jié)構(gòu)

微觀(guān)結(jié)構(gòu)是指材料在原子、分子層次的結(jié)構(gòu)。材料的微觀(guān)結(jié)構(gòu)，基本上可分為晶體與非晶體。 晶體結(jié)構(gòu)的特征是其內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)（離子、原子、分子）按照特定的規(guī)則在空間周期性排列。非晶體也稱(chēng)玻璃體或無(wú)定形體，如無(wú)機(jī)玻璃。玻璃體是化學(xué)不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，容易與其它物體起化學(xué)作用。第七頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日

2.3亞微觀(guān)結(jié)構(gòu)

亞微觀(guān)結(jié)構(gòu)也稱(chēng)作細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)，是介于微觀(guān)結(jié)構(gòu)和宏觀(guān)結(jié)構(gòu)之間的結(jié)構(gòu)形式。如金屬材料晶粒的粗細(xì)及其金相組織，木材的木纖維，混凝土中的孔隙及界面等。

從宏觀(guān)、亞微觀(guān)和微觀(guān)三個(gè)不同層次的結(jié)構(gòu)上來(lái)研究土木工程材料的性質(zhì)，才能深入其本質(zhì)，對(duì)改進(jìn)與提高材料性能以及創(chuàng)制新型材料都有著重要的意義。

第八頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)材料的狀態(tài)參數(shù)和結(jié)構(gòu)特征1.材料的體積

體積是材料占有的空間尺寸。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。1.1材料的絕對(duì)密實(shí)體積：干材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積。即材料內(nèi)部沒(méi)有孔隙時(shí)的體積，或不包括內(nèi)部孔隙的材料體積。一般以Ｖ表示材料的絕對(duì)密實(shí)體積1.2材料的表觀(guān)體積：材料在自然狀態(tài)下的體積，即整體材料的外觀(guān)體積（含內(nèi)部孔隙和水分）。一般以V0

表示材料的表觀(guān)體積。第九頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日

1.3材料的堆積體積：粉狀或粒狀材料，在堆集狀態(tài)下的總體外觀(guān)體積。根據(jù)其堆積狀態(tài)不同，同一材料表現(xiàn)的體積大小可能不同，松散堆積下的體積較大，密實(shí)堆積狀態(tài)下的體積較小。材料的堆集體積一般以來(lái)表示。

第十頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日2.材料的密度

材料的密度是指材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量，按下式計(jì)算：

式中：ρ—密度,g/cm3或kg/m3

m—材料的質(zhì)量，g或kg

V—材料的絕對(duì)密實(shí)體積，cm3或m3

測(cè)試時(shí)，材料必須是絕對(duì)干燥狀態(tài)。含孔材料則必須磨細(xì)后采用排開(kāi)液體的方法來(lái)測(cè)定其體積。

第十一頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.材料的表觀(guān)密度

表觀(guān)密度（俗稱(chēng)“容重”）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—材料的表觀(guān)密度,g/cm3

或kg/m3

m—材料的質(zhì)量，g或kg

V0—材料的表觀(guān)體積，cm3或m3第十二頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日

材料的表觀(guān)體積是指包括內(nèi)部孔隙在內(nèi)的體積。因?yàn)榇蠖鄶?shù)材料的表觀(guān)體積中包含有內(nèi)部孔隙，其孔隙的多少，孔隙中是否含有水及含水的多少，均可能影響其總質(zhì)量（有時(shí)還影響其表觀(guān)體積）。因此，材料的表觀(guān)密度除了與其微觀(guān)結(jié)構(gòu)和組成有關(guān)外，還與其內(nèi)部構(gòu)成狀態(tài)及含水狀態(tài)有關(guān)第十三頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日

4.材料的堆積密度

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：

式中 ρ0，—材料的堆積密度,g/cm3或kg/m3

m—材料的質(zhì)量，g或kg

V0，—材料的堆積體積，cm3或m3第十四頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日

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的容積而言。因此，材料的堆積體積包含了顆粒之間的空隙。

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)常要用到材料的密度、表觀(guān)密度和堆積密度等數(shù)據(jù)。第十五頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日

5.材料的密實(shí)度

密實(shí)度是指材料體積內(nèi)被固體物質(zhì)充實(shí)的程度。密實(shí)度的計(jì)算式如下：

對(duì)于絕對(duì)密實(shí)材料，因ρ0=ρ，故密實(shí)度D=1或100%。對(duì)于大多數(shù)土木工程材料，因ρ0〈

ρ，故密實(shí)度D?1或D

?

100%。

ρ—密度；ρ0—材料的表觀(guān)密度第十六頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日6.孔隙率

材料的孔隙率是指材料內(nèi)部孔隙的體積占材料總體積的百分率?？紫堵蔖按下式計(jì)算：V—材料的絕對(duì)密實(shí)體積，cm3或m3V0—材料的表觀(guān)體積，cm3或m3ρ0—材料的表觀(guān)密度,g/cm3

或kg/m3ρ—密度,g/cm3或kg/m3

第十七頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日

7.空隙率

空隙率是指散粒材料在其堆集體積中,顆粒之間的空隙體積所占的比例?？障堵蔖，按下式計(jì)算：

ρ0—材料的表觀(guān)密度;ρ0，—材料的堆積密度空隙率的大小反映了散粒材料的顆?；ハ嗵畛涞闹旅艹潭?。空隙率可作為控制混凝土骨料級(jí)配與計(jì)算含砂率的依據(jù)。第十八頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日第三節(jié)材料的物理性質(zhì)一、材料與水有關(guān)的性質(zhì)1.材料的親水性與憎水性

與水接觸時(shí)，有些材料能被水潤(rùn)濕，而有些材料則不能被水潤(rùn)濕，對(duì)這兩種現(xiàn)象來(lái)說(shuō)，前者為親水性，后者為憎水性。

材料具有親水性或憎水性的根本原因在于材料的分子結(jié)構(gòu)。親水性材料與水分子之間的分子親合力，大于水分子本身之間的內(nèi)聚力；反之，憎水性材料與水分子之間的親合力，小于水分子本身之間的內(nèi)聚力。

第十九頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日工程實(shí)際中，材料是親水性或憎水性，通常以潤(rùn)濕角的大小劃分，潤(rùn)濕角為在材料、水和空氣的交點(diǎn)處，沿水滴表面的切線(xiàn)與水和固體接觸面所成的夾角。其中潤(rùn)濕角θ愈小，表明材料愈易被水潤(rùn)濕。當(dāng)材料的潤(rùn)濕角θ＜９０?時(shí)，為親水性材料；當(dāng)材料的潤(rùn)濕角θ＞９０?時(shí)，為憎水性材料。水在親水性材料表面可以鋪展開(kāi)，且能通過(guò)毛細(xì)管作用自動(dòng)將水吸入材料內(nèi)部；水在憎水性材料表面不僅不能鋪展開(kāi)，而且水分不能滲入材料的毛細(xì)管中，見(jiàn)圖1-1第二十頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日?qǐng)D1－1材料潤(rùn)濕示意圖

（ａ）親水性材料；（ｂ）憎水性材料第二十一頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日2.材料的吸水性

材料能吸收水分的能力，稱(chēng)為材料的吸水性。吸水的大小以吸水率來(lái)表示。

2.1質(zhì)量吸水率

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，并以ｗm表示。質(zhì)量吸水率ｗm的計(jì)算公式為：

式中mb——材料吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量（ｇ或kg）

mg——材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（ｇ或kg）。

第二十二頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日2.2體積吸水率

體積吸水率是指材料在吸水飽和時(shí)，所吸水的體積占材料自然體積的百分率，并以WＶ表示。體積吸水率WＶ的計(jì)算公式為：

式中 mb——材料吸水飽和狀態(tài)下的質(zhì)量（ｇ或kg）

mg——材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（ｇ或kg）。

V0—

材料在自然狀態(tài)下的體積，（cm3或m3）

ρw—

水的密度,（g/cm3

或kg/m3），常溫下取ρw=1.0g/cm3

第二十三頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日材料的吸水率與其孔隙率有關(guān)，更與其孔特征有關(guān)。因?yàn)樗质峭ㄟ^(guò)材料的開(kāi)口孔吸入并經(jīng)過(guò)連通孔滲入內(nèi)部的。材料內(nèi)與外界連通的細(xì)微孔隙愈多，其吸水率就愈大。第二十四頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.材料的吸濕性

材料的吸濕性是指材料在潮濕空氣中吸收水分的性質(zhì)。干燥的材料處在較潮濕的空氣中時(shí)，便會(huì)吸收空氣中的水分；而當(dāng)較潮濕的材料處在較干燥的空氣中時(shí)，便會(huì)向空氣中放出水分。前者是材料的吸濕過(guò)程，后者是材料的干燥過(guò)程。由此可見(jiàn)，在空氣中，某一材料的含水多少是隨空氣的濕度變化的。第二十五頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日材料在任一條件下含水的多少稱(chēng)為材料的含水率，并以Ｗh表示，其計(jì)算公式為：

式中 ms——材料吸濕狀態(tài)下的質(zhì)量（ｇ或kg）

mg——材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量（ｇ或kg）。

第二十六頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日顯然，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(guò)程處于平衡狀態(tài)，此時(shí)材料的含水率保持不變，其含水率叫作材料的平衡含水率。第二十七頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日4.材料的耐水性

材料的耐水性是指材料長(zhǎng)期在飽和水的作用下不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性質(zhì)。衡量材料耐水性的指標(biāo)是材料的軟化系數(shù)KR：式中KR——

材料的軟化系數(shù)

fb—

材料吸水飽和狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（MPa）。

fg—

材料在干燥狀態(tài)下的抗壓強(qiáng)度（MPa）

第二十八頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日

軟化系數(shù)反映了材料飽水后強(qiáng)度降低的程度，是材料吸水后性質(zhì)變化的重要特征之一。一般材料吸水后，水分會(huì)分散在材料內(nèi)微粒的表面，削弱其內(nèi)部結(jié)合力，強(qiáng)度則有不同程度的降低。當(dāng)材料內(nèi)含有可溶性物質(zhì)時(shí)（如石膏、石灰等），吸入的水還可能溶解部分物質(zhì)，造成強(qiáng)度的嚴(yán)重降低。

第二十九頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日材料耐水性限制了材料的使用環(huán)境，軟化系數(shù)小的材料耐水性差，其使用環(huán)境尤其受到限制。軟化系數(shù)的波動(dòng)范圍在0至1之間。工程中通常將ＫＲ＞0.85的材料稱(chēng)為耐水性材料，可以用于水中或潮濕環(huán)境中的重要工程。用于一般受潮較輕或次要的工程部位時(shí)，材料軟化系數(shù)也不得小于0.75。第三十頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日5.抗凍性

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(chēng)為凍融破壞。

抗凍性是指材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受反復(fù)凍融循環(huán)作用而不破壞，強(qiáng)度也不顯著降低的性能。第三十一頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日抗凍性以試件在凍融后的質(zhì)量損失、外形變化或強(qiáng)度降低不超過(guò)一定限度時(shí)所能經(jīng)受的凍融循環(huán)次數(shù)來(lái)表示，或稱(chēng)為抗凍等級(jí)。

材料的抗凍等級(jí)可分為Ｆ15、Ｆ25、Ｆ50、Ｆ100、Ｆ200等，分別表示此材料可承受15次、25次、50次、100次、200次的凍融循環(huán)。材料的抗凍性與材料的強(qiáng)度、孔結(jié)構(gòu)、耐水性和吸水飽和程度有關(guān)。

第三十二頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日6.材料的抗?jié)B性

抗?jié)B性是材料在壓力水作用下抵抗水滲透的性能。土木建筑工程中許多材料常含有孔隙、孔洞或其它缺陷，當(dāng)材料兩側(cè)的水壓差較高時(shí)，水可能從高壓側(cè)通過(guò)內(nèi)部的孔隙、孔洞或其它缺陷滲透到低壓側(cè)。這種壓力水的滲透，不僅會(huì)影響工程的使用，而且滲入的水還會(huì)帶入能腐蝕材料的介質(zhì)，或?qū)⒉牧蟽?nèi)的某些成分帶出，造成材料的破壞。

第三十三頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日6.1滲透系數(shù)

材料的滲透系數(shù)可通過(guò)下式計(jì)算:

式中K—滲透系數(shù),（cm/h）;

Q—滲水量，（cm3

）

A—

滲水面積,（cm2

）

H—

材料兩側(cè)的水壓差，（cm）

d—試件厚度（cm）

t—滲水時(shí)間（h）

材料的滲透系數(shù)越小，說(shuō)明材料的抗?jié)B性越強(qiáng)。第三十四頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日6.2抗?jié)B等級(jí)

材料的抗?jié)B等級(jí)是指用標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行透水試驗(yàn)時(shí)，材料標(biāo)準(zhǔn)試件在透水前所能承受的最大水壓力，并以字母P及可承受的水壓力（以0.1MPa為單位）來(lái)表示抗?jié)B等級(jí)。如P4、P6、P8、P10…等，表示試件能承受逐步增高至0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa…的水壓而不滲透。

第三十五頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日二.材料的熱工性質(zhì)

1.導(dǎo)熱性

當(dāng)材料兩面存在溫度差時(shí)，熱量從材料一面通過(guò)材料傳導(dǎo)至另一面的性質(zhì)，稱(chēng)為材料的導(dǎo)熱性。導(dǎo)熱性用導(dǎo)熱系數(shù)λ表示。導(dǎo)熱系數(shù)的定義和計(jì)算式如下所示：第三十六頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日式中

λ——導(dǎo)熱系數(shù)，Ｗ／（ｍ·Ｋ）；

Ｑ－傳導(dǎo)的熱量，Ｊ

ｄ—材料厚度，ｍ；

Ｆ——熱傳導(dǎo)面積，m2

Ｚ一熱傳導(dǎo)時(shí)間，h；

（t2-t1）－材料兩面溫度差，K

在物理意義上，導(dǎo)熱系數(shù)為單位厚度(1m)的材料、兩面溫度差為1Ｋ時(shí)、在單位時(shí)間(1s)內(nèi)通過(guò)單位面積(1㎡)的熱量。

第三十七頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日2.熱容量和比熱

材料在受熱時(shí)吸收熱量，冷卻時(shí)放出熱量的性質(zhì)稱(chēng)為材料的熱容量。單位質(zhì)量材料溫度升高或降低1Ｋ所吸收或放出的熱量稱(chēng)為熱容量系數(shù)或比熱。比熱的計(jì)算式如下所示：式中

C---材料的比熱，J/（g·K）

Q--材料吸收或放出的熱量(熱容量)

m---材料質(zhì)量，g

（t2-t1）--材料受熱或冷卻前后的溫差，K第三十八頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.熱阻和傳熱系數(shù)

熱阻是材料層（墻體或其它圍護(hù)結(jié)構(gòu)）抵抗熱流通過(guò)的能力，熱阻的定義及計(jì)算式

為：

Ｒ＝ｄ/λ式中Ｒ——材料層熱阻，（m2·K）/W；

ｄ——材料層厚度，ｍ；

λ——材料的導(dǎo)熱系數(shù)，Ｗ／(ｍ·K)

熱阻的倒數(shù)１／Ｒ稱(chēng)為材料層（墻體或其它圍護(hù)結(jié)構(gòu)）的傳熱系數(shù)。傳熱系數(shù)是指材料兩面溫度差為1Ｋ時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的熱量。

第三十九頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日4.材料的溫度變形性

材料的溫度變形是指溫度升高或降低時(shí)材料的體積變化。

除個(gè)別材料以外，多數(shù)材料在溫度升高時(shí)體積膨脹，溫度下降時(shí)體積收縮。這種變化表現(xiàn)在單向尺寸時(shí)，為線(xiàn)膨脹或線(xiàn)收縮，相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)為線(xiàn)膨脹系數(shù)（α）。第四十頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日材料的單向線(xiàn)膨脹量或線(xiàn)收縮量計(jì)算公式為：

ΔL=（t2-t1）·α·L

式中

ΔL--線(xiàn)膨脹或線(xiàn)收縮量（mm或cm）

(t2-t1）--材料升（降）溫前后的溫度差（Ｋ）

α--材料在常溫下的平均線(xiàn)膨脹系數(shù)(１／Ｋ)

L---材料原來(lái)的長(zhǎng)度（ｍｍ或ｍ）

土木工程中，對(duì)材料的溫度變形大多關(guān)心其某一單向尺寸的變化，因此，研究其平均線(xiàn)膨脹系數(shù)具有實(shí)際意義。材料的線(xiàn)膨脹系數(shù)與材料的組成和結(jié)構(gòu)有關(guān)，常選擇合適的材料來(lái)滿(mǎn)足工程對(duì)溫度變形的要求。第四十一頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日第四節(jié)材料的力學(xué)性質(zhì)1.材料的強(qiáng)度

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）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(guò)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。

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，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。

第四十二頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日根據(jù)外力作用方式的不同，材料強(qiáng)度有抗拉、抗壓、抗剪、抗彎（抗折）強(qiáng)度等。材料的抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度的計(jì)算式如下：

式中 f------材料強(qiáng)度，MPa

Fmax--材料破壞時(shí)的最大荷載，N

A------試件受力面積，mm2-第四十三頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日材料的抗彎強(qiáng)度與受力情況有關(guān)，一般試驗(yàn)方法是將條形試件放在兩支點(diǎn)上，中間作用一集中荷載，對(duì)矩形截面試件，則其抗彎強(qiáng)度用下式計(jì)算：式中 fw------材料的抗彎強(qiáng)度，MPa

Fmax---材料受彎破壞時(shí)的最大荷載，N

A------試件受力面積，mm2

L------兩支點(diǎn)的間距，mm

b、h---試件橫截面的寬及高，mm

第四十四頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日2.彈性和塑性

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(lái)形狀的性質(zhì)稱(chēng)為彈性。這種完全恢復(fù)的變形稱(chēng)為彈性變形（或瞬時(shí)變形）。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(chēng)為塑性。這種不能恢復(fù)的變形稱(chēng)為塑性變形（或永久變形）。第四十五頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日3.脆性和韌性

材料受力達(dá)到一定程度時(shí)，突然發(fā)生破壞，并無(wú)明顯的變形，材料的這種性質(zhì)稱(chēng)為脆性。大部分無(wú)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。在工程中使用時(shí)，應(yīng)注意發(fā)揮這類(lèi)材料的特性。

第四十六頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日材料在沖擊或動(dòng)力荷載作用下，能吸收較大能量而不破壞的性能，稱(chēng)為韌性或沖擊韌性。韌性以試件破壞時(shí)單位面積所消耗的功表示。計(jì)算公式如下：式中ak-----材料的沖擊韌性，J/mm2

Ｗk-----試件破壞時(shí)所消耗的功，J；

A-------材料受力截面積。（mm2）第四十七頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日4.硬度和耐磨性

①硬度

材料的硬度是材料表面的堅(jiān)硬程度，是抵抗其它硬物刻劃、壓入其表面的能力。通常用刻劃法，回彈法和壓入法測(cè)定材料的硬度。

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、黃晶、剛玉、金剛石的順序，分為１０個(gè)硬度等級(jí)。

第四十八頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日回彈法用于測(cè)定混凝土表面硬度，并間接推算混凝土的強(qiáng)度；也用于測(cè)定陶瓷、磚。砂漿、塑料、橡膠、金屬等的表面硬度并間接推算其強(qiáng)度。第四十九頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日②耐磨性

耐磨性是材料表面抵抗磨損的能力。材料的耐磨性用磨耗率表示，計(jì)算公式如下：式中G------材料的磨耗率，（g/cm2）

m1----材料磨損前的質(zhì)量，（g）

m2-----材料磨損后的質(zhì)量，（g）

A------材料試件的受磨面積（cm2）第五十頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日

第五節(jié)材料的耐久性

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(lái)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)。

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。這些破壞作用包括物理、化學(xué)、機(jī)械及生物的作用。

第五十一頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日物理作用可有干濕變化、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。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，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。在民用和公共建筑中，考慮安全防火要求，須選用具有抗火性能的難燃或不燃的材料。第五十二頁(yè)，共五十九頁(yè)，2022年，8月28日化學(xué)作用包括大氣、環(huán)境水以及使用條件下酸、堿、鹽等液