《土木工程材料 第2版》 課件 陳德鵬 第0、1章 緒論、土木工程材料基本性質(zhì)

（緒論）教學目標掌握：土木工程材料課程的性質(zhì)與任務熟悉：土木工程材料的分類、常見土木工程材料。了解：土木工程材料在工程建設中的地位、土木工程材料的發(fā)展趨勢、土木工程材料的技術(shù)標準。教學重點土木工程材料的分類土木工程材料的發(fā)展趨勢土木工程材料的技術(shù)標準及其表示方法本章主要教學內(nèi)容與要求緒論蘇州中南中心土木工程材料在工程建設中的地位土木工程材料的分類土木工程材料的發(fā)展趨勢土木工程材料的技術(shù)標準土木工程材料課程的性質(zhì)與任務是土木工程的基本載體，是工程建設的物質(zhì)基礎是土木工程建設的質(zhì)量基礎與保證，建筑師、結(jié)構(gòu)師、建造師等均需掌握土木工程材料知識是構(gòu)成工程造價的主要因素，可占土木工程總造價的50%~60%是推動土木工程技術(shù)的發(fā)展進步的主要因素什么是土木工程材料？土木工程材料是人類建造活動所用一切材料的總稱。廣義上，所有物質(zhì)均可用作土木工程材料。土木工程材料包括了迄今已發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的所有材料。土木工程材料在工程建設中的地位天然材料人類最初直接從自然界中取材作為土木工程材料土、石材、木材等。人工材料

隨著人類文明和技術(shù)的進步，開始人工合成和制造各種土木工程材料，以滿足土木工程發(fā)展的需要。磚、瓦、陶瓷、玻璃、水泥、金屬、高分子材料、復合材料等復合材料

為了滿足土木工程結(jié)構(gòu)與功能的要求，又能節(jié)約材料、節(jié)約資源，最大限度地發(fā)揮各種材料的優(yōu)勢，避免其不足，將不同組成與結(jié)構(gòu)的材料復合形成各種復合材料玻纖增強塑料、纖維混凝土、金屬陶瓷等。土木工程材料發(fā)展歷程云南下關天生石橋廣西桂林踏步橋架木橋土木工程材料的發(fā)展歷史瀘定橋盧溝橋萬里長城天下第一關-山海關土木工程材料的發(fā)展歷史鋼桁梁橋—錢塘江橋鋼桁梁橋——武漢長江大橋簡支梁橋——普蘭店橋T形剛構(gòu)橋——重慶長江大橋連續(xù)梁橋——六庫怒江橋連續(xù)剛構(gòu)橋——湖南沅水橋箱形拱橋——紅旗橋結(jié)合梁和鋼斜拉橋——南浦大橋土木工程材料的發(fā)展歷史金門大橋土木工程材料的發(fā)展歷史懸索橋+鋼桁梁橋KhalifaTower哈利法塔采用了混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的新結(jié)構(gòu)體系，實現(xiàn)了前所未有的突破。-30~601m:鋼筋混凝土剪力墻體系

601~828m:鋼結(jié)構(gòu)601~760m:斜支撐鋼框架三峽大壩ThreeGorgesDam,YangtzeRiver,ChinaChinaZun528mShanghaiTower632mHong

Kong-Zhuhai-Macau

Bridge55kilometreslong古老的建筑材料天然石材天然植物：木材、茅草粘土及其制品石灰現(xiàn)代土木工程材料鋼材、混凝土鋼—混凝土復合材料磚—混凝土復合材料高分子及其復合材料土木工程材料的發(fā)展歷史TheMostWidelyUsed640

Concretes105

Cements39

BrickandClayProducts29

Asphalt13

SteelConstructionMaterialsUsedtheMostWidelyinWorld×106mt土木工程材料的分類按化學成分分類按來源分類按工程性質(zhì)分類按使用功能分類無機材料：金屬、非金屬有機材料：植物、高分子、瀝青復合材料：有機－無機金屬－非金屬天然材料：石材、粘土、植物等；人工材料：金屬、水泥、陶瓷、玻璃塑料、橡膠、纖維等建筑工程材料道路橋梁工程材料巖土工程材料結(jié)構(gòu)材料：混凝土、鋼、鋁合金等墻體材料：磚、砌塊、輕質(zhì)墻板等屋面材料：防水、保溫、隔音、裝飾本書內(nèi)容涉及的材料種類第2章無機氣硬性膠凝材料（石灰、石膏等）第3章水泥（通用硅酸鹽水泥等）第4章混凝土（普通水泥混凝土、高性能混凝土等）第5章建筑砂漿（砌筑砂漿、裝飾砂漿等）第6章瀝青與瀝青混合料（瀝青、瀝青混合料等）第7章建筑金屬材料（鋼材、鋁合金等）第8章墻體材料和屋面材料第9章土工合成材料（土工織物、土工復合材料等）第10章木材第11章建筑功能材料（防水、絕熱、隔音、防火材料等）輕質(zhì)高強提高強度、降低材料自重，可解除自重對建筑高度的限制，并提高經(jīng)濟效益。進而可實現(xiàn)高性能化。多功能化使材料具有更多的功能，簡化構(gòu)造和施工工藝，提高經(jīng)濟效益。智能化模仿生命系統(tǒng)，材料本身具有自感知、自反饋、自調(diào)節(jié)、自診斷或自修復能力的功能材料。自調(diào)光玻璃、自愈合混凝土、相變儲能建筑材料等都已具備智能化的特點，智能化建筑材料逐漸成為現(xiàn)代建筑的主要趨勢。土木工程材料發(fā)展趨勢綠色化綠色化就是使材料生產(chǎn)與使用過程中具有降低環(huán)境污染、節(jié)約資源、維護生態(tài)平衡等顯著效果綠色建筑材料將是未來節(jié)能型、環(huán)保型和健康型建筑工程實現(xiàn)的基礎。工業(yè)規(guī)?；?/p>

傳統(tǒng)的土木工程技術(shù)多勞動密集型的，隨著科學技術(shù)的不斷進步，迫使土木工程建設技術(shù)朝向工業(yè)規(guī)?；Ｍ聊竟こ滩牧瞎I(yè)規(guī)?；闹饕卣骶褪遣牧仙a(chǎn)與應用的標準化、大型化、商品化等。工業(yè)化和規(guī)?；瑢@著促進土木工程建設的成本低降、質(zhì)量提高和施工效率不斷提高。土木工程材料發(fā)展趨勢土木工程材料技術(shù)標準為了使材料的性能滿足土木工程的要求，必須對材料性能規(guī)定一些技術(shù)標準，是有關材料研究、生產(chǎn)、使用和管理等部門應該共同遵循的工作依據(jù)。土木工程材料技術(shù)標準（產(chǎn)品標準和實驗標準）：產(chǎn)品規(guī)格、分類和技術(shù)要求；材料性能的檢驗方法；驗收規(guī)則、運輸與儲存要求等。ASTM—美國國家標準BS—英國國家標準DIN—德國國家標準JIS—日本國家標準ISO—國際標準國外有關技術(shù)標準代號我國技術(shù)標準等級國家標準國家標準局發(fā)布的全國性指導技術(shù)文件，包括強制性標準（代號GB）和推薦性標準（代號GB/T）。另需注意強制性條文（黑體字）行業(yè)標準為規(guī)范本行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量而制定，也是全國性的指導技術(shù)文件，一般由各行業(yè)協(xié)會或主管部分發(fā)布建工行業(yè)標準（JG、JGJ）、建材行業(yè)標準（JC）、交通行業(yè)標準（JT、JTJ、JTG）等地方標準（DB）地方主管部門發(fā)布的地方性技術(shù)指導文件，僅適用于本地區(qū)企業(yè)標準（QB）由企業(yè)制定發(fā)布的指導本企業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)文件，僅適用本企業(yè)企業(yè)標準的技術(shù)指標要求必須高于地方、行業(yè)或國家標準才能得到認可我國技術(shù)標準表示方法技術(shù)標準的表示方法由標準名稱、部門代號、編號和批準年份四部分組成。

舉例《水泥膠砂強度檢驗方法(ISO)》（GB/T17671-1999）《通用硅酸鹽水泥》（GB175-2007）批準年份實施年份工程中使用的土木工程材料除了必須滿足產(chǎn)品標準技術(shù)要求外，有時還必須與有關的設計規(guī)范、施工及驗收規(guī)范或規(guī)程等的技術(shù)要求一致。課程性質(zhì)與學習任務——課程性質(zhì)土木工程、工程管理、建筑學、工程造價等土建類專業(yè)的專業(yè)基礎課土建類專業(yè)的主干課程課程內(nèi)容屬于《XXXX本科指導性專業(yè)規(guī)范》中“專業(yè)技術(shù)相關基礎知識領域的核心知識單元和知識點”和“實驗領域的核心實踐單元和知識技能點”

土木工程材料前期課程：基礎課后續(xù)課程：專業(yè)課--土建類專業(yè)專業(yè)基礎課程

課程性質(zhì)與學習任務——課程地位理論力學材料力學工程化學大學物理房屋建筑學土木工程施工混凝土結(jié)構(gòu)設計原理鋼結(jié)構(gòu)設計原理工程造價材料性能正確評價及合理選用掌握表征材料基本性質(zhì)的參數(shù)綜合能力專業(yè)技能專業(yè)知識基礎理論掌握材料性能試驗方法掌握材料的技術(shù)性能課程性質(zhì)與學習任務——課程任務獨立完成材料試驗和數(shù)據(jù)分析處理能對土木工程合格與否做出正確判定能夠根據(jù)工程需要選擇合適的建筑材料掌握主要土木工程材料的組成、性質(zhì)和用途熟悉材料檢測和質(zhì)量控制方法了解有關材料的制備、材料結(jié)構(gòu)與性能的關系遵守紀律，積極參與、按時完成團結(jié)協(xié)作的精神，配合小組完成項目任務具有誠實守信，科學嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度素質(zhì)目標知識目標能力目標培養(yǎng)目標課程性質(zhì)與學習任務——教學目標課程性質(zhì)與學習任務——教學內(nèi)容本課程內(nèi)容涉及土木工程材料的基本性質(zhì)、天然石材、無機氣硬性膠凝材料、水泥、水泥混凝土、建筑砂漿、建筑金屬材料、木材、瀝青及瀝青混合料、土工合成材料、建筑功能材料、墻體和屋面材料等對于教學（應用）型大學和部分教學研究型大學，教學重點在于材料技術(shù)性質(zhì)及其選用，建議按照教學內(nèi)容的“4+X”模式進行講授，能夠滿足多專業(yè)的教學需要“4+X”模式中，“4”為各專業(yè)都需要掌握的4方面主要內(nèi)容，即“材料基本性質(zhì)”、“水泥”、“混凝土”、“建筑鋼材”；“X”為可變化因素，可根據(jù)具體專業(yè)合理選擇內(nèi)容作為重點講授內(nèi)容：土木工程專業(yè)建筑工程方向”應增加選擇砌體材料、砂漿作為重點內(nèi)容（X＝2）；“道路橋梁方向”則應增加土工材料、瀝青及瀝青混合料作為重點內(nèi)容（X＝2）工程管理專業(yè)，其Ｘ可取為3，即應包括防水材料、建筑裝飾材料和建筑功能材料等內(nèi)容，且重在材料性能測試方法、性能評價、檢驗批質(zhì)量控制等內(nèi)容建筑學專業(yè)，X可取為2，分別代表將裝飾材料及功能材料（主要是保溫、隔聲等）作為重點內(nèi)容其他專業(yè)該課程的教學，可根據(jù)需要選擇合適的內(nèi)容進行講授或?qū)W習本章知識歸納（I）通常把土木工程建設中所使用的各種材料及其制品統(tǒng)稱為土木工程材料，它既是土木工程建設的物質(zhì)基礎，也是土木工程技術(shù)性質(zhì)與功能的基本載體，從而成為工程建設的質(zhì)量基礎與保證。土木工程材料種類繁多，用量巨大，合理選擇和使用土木工程材料，關系工程建設的安全、實用、美觀和耐久性。合格的土木工程技術(shù)人員必須熟練掌握土木工程材料的有關知識。狹義范疇的土木工程材料是指直接構(gòu)成土木工程實體的材料，按照根據(jù)材料的化學成分和物質(zhì)組成可分為無機材料、有機材料和復合材料三大類。本章知識歸納（II）隨著社會和建設科學技術(shù)發(fā)展，土木工程材料將朝著輕質(zhì)高強、多功能化、智能化、綠色化和工業(yè)規(guī)?；l(fā)展。土木工程材料技術(shù)標準是有關材料研究、生產(chǎn)、使用和管理等部門應該共同遵循的工作依據(jù)，我國的技術(shù)標準分為四級，即國家標準、行業(yè)標準、地方標準和企業(yè)標準。土木工程材料是土建類專業(yè)的重要專業(yè)技術(shù)基礎課，是學習多門后續(xù)專業(yè)課程的基礎。使學生獲得有關土木工程材料的基本知識、基本理論和基本技能，掌握土木工程材料的技術(shù)性能、用途和選用原則等是課程教學的主要任務。-END-（第一章土木工程材料基本性質(zhì)）教學目標掌握：材料各種基本性質(zhì)的概念、指標及計算。熟悉：主要技術(shù)性質(zhì)的物理意義、影響因素及對其它性質(zhì)的影響。

了解：材料的各性質(zhì)在工程實踐中的意義。教學重點材料的物理性質(zhì)材料的力學性質(zhì)材料的耐久性能本章主要教學內(nèi)容與要求土木工程材料的基本性質(zhì)概述材料的基本物理性質(zhì)材料的力學性質(zhì)材料的耐久性材料的組成、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造土木工程的功能要求的材料性能承受荷載長期可靠性防水、隔熱隔聲、防火采光、絕緣不污染環(huán)境強度、剛度耐久性物理性能安全性土木工程要求材料具備哪些性能土木工程材料如何滿足性能要求？原料生產(chǎn)工藝組成結(jié)構(gòu)構(gòu)造技術(shù)要求應用外界環(huán)境條件檢驗驗收運輸儲存形成了決定了

(內(nèi)因)決定了提出了要求依據(jù)提出了影響外因材料的基本性能要求材料的組成與結(jié)構(gòu)材料具有的一般性質(zhì)性質(zhì)材料的體積

絕對密實體積（V）干燥材料在絕對密實狀態(tài)下的體積。即材料內(nèi)部固體物質(zhì)的體積。一般將材料磨成規(guī)定細度的粉末，用排液法得到其體積。表觀體積（V0

）整體材料（包括內(nèi)部孔隙）的外觀體積。外形規(guī)則直接度量，不規(guī)則排液法堆積體積（V’

）顆粒狀材料堆積狀態(tài)下的總體外觀體積既包括開口孔隙，也包括顆粒間空隙；用材料占有容器容積大小測量材料的體積

材料的密實體積僅取決于其微觀或細觀結(jié)構(gòu)，而與宏觀結(jié)構(gòu)無關；材料的表觀體積則與其宏觀組成結(jié)構(gòu)有關；堆積體積不僅與材料內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)、細觀結(jié)構(gòu)、宏觀結(jié)構(gòu)有關，而且還與其顆粒間相互填充與接觸的程度有關。材料的密度、表觀密度與堆積密度名稱定義表達式單位備注密度表觀密度堆積密度材料在絕對密實狀態(tài)下,單位體積的質(zhì)量。材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。材料在堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。g/cm3㎏/m3㎏/m3或g/cm3與質(zhì)量有關的性質(zhì)體積密度：材料質(zhì)量/(固體體積+開口孔體積+閉口孔體積)，蠟封排液法測量視密度：材料質(zhì)量/(固體體積+閉口孔體積)，排液法測量材料的孔隙率與空隙率材料中所含孔隙的多少常以孔隙率表示，它是指材料所含孔隙的體積占材料自然狀態(tài)下總體積的百分率。孔隙率（P）密實度（D

）材料體積內(nèi)，被固體物質(zhì)所充實的程度。與孔隙率概念對應，顯然P+D=1材料孔隙示意圖

材料許多性質(zhì)都與孔隙率有關，如強度、熱工、聲學性質(zhì)、吸水性、吸濕性、抗凍性及抗?jié)B性等。材料中孔隙的種類、孔徑大小、孔的分布狀態(tài)也是影響其性質(zhì)的重要因素，通常稱之為孔特征。材料的孔隙率與空隙率空隙率是指散粒材料在其堆積體積中，顆粒之間的空隙體積占材料堆積體積的百分率。空隙率（P’）填充率（D’）材料體填充率是指散粒材料在其堆積體積中，被其顆粒填充的程度。顯然P’+D’=1空隙率反映了堆積材料中顆粒間空隙的多少，它對于研究堆積材料的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、填充程度及顆粒間相互接觸連接的狀態(tài)具有實際意義。材料空隙率示意圖材料的孔隙率與空隙率工程實踐表明，堆積材料的空隙率較小時，說明其顆粒間相互填充的程度較高或接觸連接的狀態(tài)較好，其堆積體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也較好。通常采用壓實或振實的方法促使堆積材料形成更為穩(wěn)定的狀態(tài)，工程實際中常以壓實度作為評定堆積材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的指標之一。壓實度（Ky）壓實度是指顆粒堆積材料被壓實的程度。并以經(jīng)壓實后材料實際堆積干密度ρ‘與在標準條件下經(jīng)充分壓實所得的最大干密度之比值表示。

材料與水有關的性質(zhì)親水性與憎水性親水性：與水接觸時能被水潤濕憎水性：與水接觸時不能被水潤濕親水性材料與水分子之間的分子親和力大于水本身分子間的內(nèi)聚力；憎水性材料與水分子之間的親和力小水本身的分子間的內(nèi)聚力。潤濕角：水與材料接觸時，在材料、水和空氣三相交點處，沿水表面的切線與水和固體接觸面所成的夾角θ；其值愈小，材料浸潤性越好，越易被水潤濕。當材料的潤濕角θ≤90°時，為親水性材料；當潤濕角θ＞90°時，為憎水性材料定義：吸水性是指材料在水中吸收水分的性質(zhì)，其大小用吸水率表示。影響吸水性的因素：材料的孔隙率；材料的本身的性質(zhì)，如親水性或憎水性；孔隙構(gòu)造特征，如孔徑大小、開口與否等。質(zhì)量吸水率體積吸水率……吸水性定義：材料在空氣中，吸收潮濕空氣中水分的性質(zhì)，稱為吸濕性。其大小用含水率表示。材料的本身的性質(zhì)，如親水性或憎水性；材料的孔隙率；孔隙構(gòu)造特征，如孔徑大小、開口與否等；周圍空氣的溫度和濕度影響吸濕性的因素：平衡含水率吸水率和含水率有何區(qū)別與聯(lián)系？吸濕性吸附解吸RH↓、T↑

RH↑、T↓材料的耐水性定義：材料在長期水作用下，其強度也不顯著降低的性質(zhì)，稱為耐水性。其衡量指標為：軟化系數(shù)越小，說明材料吸水飽和后的強度降低越多，其耐水性越差。軟化系數(shù)KR>0.85的材料稱做耐水性材料，可用于經(jīng)常處于水中或受潮嚴重的重要結(jié)構(gòu)物的材料；受潮較輕的或次要結(jié)構(gòu)物的材料，其KR≥0.75；青磚房屋和紅磚房屋被水泡后哪種容易倒塌，為什么？衡量指標：①滲透系數(shù)Ks，單位cm/hKs越大，材料的抗?jié)B性越差。材料的抗?jié)B性定義：材料抵抗壓力水滲透的能力。QAdH②對于混凝土和砂漿，抗?jié)B性常用抗?jié)B等級Pn表示?；炷恋目?jié)B等級以每組六個試件中四個試件未出現(xiàn)滲水時的最大水壓力計算，其計算式為：Pn=10H－1

H－六個試件中三個滲水時的水壓力，MPa。

影響材料抗?jié)B性的因素有哪些？材料的孔隙率越大，其抗凍性是否越差？材料的抗凍性定義：材料在吸水飽和狀態(tài)下，能經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用而不破壞，強度也不顯著降低的性質(zhì)。衡量指標：抗凍性指標用抗凍等級Fn表示，表示經(jīng)過n次凍融循環(huán)次數(shù)后，質(zhì)量損失不超過5%，強度損失不超過25%（動彈性模量下降≤40%，快凍法）。凍融破壞的原因及過程：孔隙及孔隙水孔隙水結(jié)冰→材料開裂→飽水程度增加→開裂加劇→材料凍融破壞為什么新建房屋的保溫性能較差？材料與熱有關的性質(zhì)材料傳導熱量的能力稱為導熱性。其大小用熱導率，又稱導熱系數(shù)（λ）表示。

At2t1Q式中λ－導熱系數(shù)（W/m.K）

Q－傳導的熱量（J）

A－熱傳導面積（m2）

d－材料的厚度（m）

t－熱傳導時間（s）

(T2-T1)－材料兩側(cè)溫差（K）

絕熱材料：λ<0.23W/(m·K)導熱性導熱系數(shù)

比熱容導溫系數(shù)

線膨脹系數(shù)ΔL=(t2－t1)·α·L

材料的熱工性質(zhì)材料的導熱系數(shù)、熱容量是建筑物圍護結(jié)構(gòu)（墻體、屋蓋）熱工計算的重要參數(shù)，設計計算時應選用熱容量較大而導熱系數(shù)較小的建筑材料，以使建筑物保持室內(nèi)溫度的穩(wěn)定性。材料與熱有關的性質(zhì)耐燃性：建筑物著火時，材料能經(jīng)受高溫與火的作用而不破壞，強度也不嚴重下降的性能，稱為材料的耐燃性。不燃燒類。遇火或遇高溫不易起火，不燃燒，且不碳化的材料；有普通石材、混凝土、磚、金屬等各種無機類材料。難燃燒類。遇火或遇高溫不易燃燒、不碳化，只有火源持續(xù)存在時才能繼續(xù)燃燒，火焰熄滅燃燒即停止的材料；有瀝青混凝土、經(jīng)防火處理的木材、某些塑料等有機—無機復合材料。燃燒類。遇火或遇高溫容易引燃而著火，火源移去后仍能繼續(xù)燃燒的材料；有木材、瀝青、油漆、合成高分子粘結(jié)劑等有機材料。耐火性：材料在長期高溫作用下，保持其結(jié)構(gòu)和工作性能的基本穩(wěn)定而不損壞的性質(zhì)稱為材料的耐火性。耐火材料耐火度不低于1580℃的材料，如硅磚、鎂磚、鋁磚、鉻磚等耐火磚。難熔材料耐火度為1350℃～1580℃的材料，如難熔粘土磚、耐火混凝土等。易熔材料耐火度低于1350℃，如普通粘土磚等。材料與聲有關的性質(zhì)當聲波遇到材料表面時，一部分被反射，另一部分穿透材料，其余的聲能轉(zhuǎn)化為熱能而被吸收。吸聲性和吸聲系數(shù)材料吸收聲音的性質(zhì)稱為吸聲性，以吸聲系數(shù)α表示：式中：α——吸聲系數(shù)；

E1——被材料吸收的聲能；

E0——入射到材料表面的總聲能。吸聲材料：吸聲系數(shù)（六個頻率的平均）>0.2的材料隔聲性和隔聲量材料隔絕聲音的性質(zhì)稱為隔聲性，以隔聲量R表示：式中：R——隔聲量，分貝（dB）;E2——透過材料的聲能；隔聲材料材質(zhì)：密實無孔隙、有較大重量；吸聲材料多孔。

強度與比強度彈性與塑性脆性與韌性硬度與耐磨性材料的力學性質(zhì)

MechanicalPropertiesofmaterials力學性質(zhì)是指材料抵抗外力的能力及其在外力作用下的表現(xiàn)，通常以材料在外力作用下所表現(xiàn)的強度和變形特性來描述。

工程結(jié)構(gòu)設計以承受最大荷載(強度)，而有最小的變形(剛度)為了工程應用效率最優(yōu)，應按照材料的強度和剛度，選擇材料清華大學出版社

TSINGHUAUNIVERSITYPRESS強度強度—材料在外力作用下抵抗破壞的能力，是保持原有形狀(不發(fā)生形變)或抵抗破壞的性能量度，以單位面積上所能承受荷載的大小表示根據(jù)荷載種類與作用方向，強度有：抗壓強度抗拉強度抗彎強度抗剪強度抗壓強度測試劈裂拉伸測試四點彎曲試驗直接拉伸測試強度與比強度工程設計所涉及的材料強度。彈性極限強度：材料應力~應變曲線上彈性區(qū)最大應力極限強度:材料應力~應變曲線上的最大應力破壞(斷裂)強度:材料破壞(斷裂)時的強度材料的強度本質(zhì)上就是其內(nèi)部質(zhì)點間結(jié)合力的表現(xiàn)。不同的宏觀或細觀結(jié)構(gòu)，往往對材料內(nèi)質(zhì)點間結(jié)合力的特性具有決定性的作用，從而使材料表現(xiàn)出大小不同的宏觀強度或變形特性。材料內(nèi)質(zhì)點間的結(jié)合力愈強、孔隙率愈小、孔隙分布得愈均勻或內(nèi)部缺陷愈少時，材料的強度可能愈高。

強度等級—土木工程材料常根據(jù)其極限強度值的大小，人為劃分的若干“強度等級”比強度—材料強度與材料的表觀密度之比比強度

幾種材料的強度比較材料表觀密度(kg/m3)強度f

(MPa)比強度（f/ρo）低碳鋼78604200.054松木（順紋抗拉）5001000.200玻璃鋼（抗彎）20004500.225鋁合金28004500.160混凝土（抗壓）2400600.025衡量材料輕質(zhì)高強的一個指標，材料的強度與其表觀密度之比，即：比強度彈性與塑性材料的斷裂與變形外力作用下材料的斷裂就意味著工程結(jié)構(gòu)的破壞，此時材料的極限強度就是確定工程結(jié)構(gòu)承載能力的依據(jù)。有些材料在外力作用下質(zhì)點間的相對位移或滑動過大，也可能使工程結(jié)構(gòu)喪失承載能力或正常使用狀態(tài)，這種宏觀表現(xiàn)就是材料的變形。卸載后材料變形行為變形不可恢復或部分恢復變形可完全恢復彈性當撤去外力或外力恢復到原受力狀態(tài)，材料能夠完全恢復原來形狀和大小的性質(zhì)稱為彈性；這種可恢復的變形稱為彈性變形具有這種性質(zhì)的材料稱為彈性材料；根據(jù)其應力—應變曲線，有:線彈性和非線彈性。塑性當撤去外力或外力恢復到原受力狀態(tài)，材料仍保持變形后形狀和尺寸、并不發(fā)生裂縫的性質(zhì)稱為塑性；這種不可恢復的變形稱為塑性變形。具有這種性質(zhì)的材料稱為塑性材料；應力—應變曲線是非線性的，每處”應力/應變”各異。線彈性特征：應力與應變成正比；應力～應變曲線是一條直線應力與應變之比(直線斜率)是彈性模量，為常數(shù)。彈性與塑性aAOb變形荷載剛度與彈性模量剛度:

材料抵抗變形能力的量度，用彈性模量（E）來測量彈性模量：應力與應變之比—-曲線上的斜率例如:對拉伸構(gòu)件PPEAE=dd彈塑性變形大多數(shù)材料在受力時的變形既有彈性變形，也有塑性變形。但不同的材料，或同一材料的不同受力階段，可能以彈性變形為主，或以塑性變形為主。材料在受力后兩種變形同時產(chǎn)生，撤去外力后，彈性變形可以恢復，而塑性變形則不能恢復，此類變形稱為彈塑性變形，此類材料稱為彈塑性材料。脆性和韌性脆性材料在外力作用下，不發(fā)生明顯的變形而突然破壞的一種性能，稱為脆性；其應力—應變曲線下的面積很小。具有這種性質(zhì)的材料稱為脆性材料。韌性材料在外力作用下，能吸收大量能量并能承受較大的變形而不至于破壞的性能，稱為韌性。其應力—應變曲線下的面積較大，該面積就是其破壞前吸收的總能量。具有這種性質(zhì)的材料稱為韌性材料。衡量材料韌性的指標是沖擊韌性值。對于脆性材料，極限強度與破壞強度是一致的。對于韌性材料，極限強度高于破壞（斷裂）強度。硬度：材料表面的堅硬程度，是抵抗其他物體刻劃、壓入其表面的能力。通常硬度與強度具有相關性。測定方法：刻劃法（摩氏硬度）；壓入法（洛氏硬度、布氏硬度）。耐磨性：材料表面抵抗磨損的能力。用磨損率（G）表示。硬度和耐磨性一般情況下，硬度和強度具有相關性，這一關系有什么工程意義？材料的磨損率G值越低，表明該材料的耐磨性越好。一般硬度較高的材料，耐磨性也較好。材料的硬度和耐磨性均與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、組成、孔隙率、孔特征、表面缺陷等有關。材料的耐久性影響耐久性的環(huán)境因素物理作用化學作用生物作用多因素共同作用影響耐久性的內(nèi)在因素材料的組成與結(jié)構(gòu)強度、表面狀態(tài)孔隙率、孔特征等提高耐久性的措施根據(jù)使用環(huán)境選擇材料的品種；采取各種方法控制材料的孔隙率與孔特征；改善材料的表面狀態(tài)，增強抵抗環(huán)境作用的能力；減輕介質(zhì)對材料的破壞材料在使用過程中抵抗各種環(huán)境因素的長期作用，并保持其原有性能而不破壞、不變質(zhì)的能力稱之為耐久性。耐久性是材料的一種綜合性質(zhì)，包括材料的抗凍性、耐熱性、大氣穩(wěn)定性和耐腐蝕性等。環(huán)境因素的破壞作用可分為物理作用、化學作用和生物作用。土木工程材料耐久性與破壞因素的關系破壞因素分類破壞原理破壞因素評定指標滲透物理